SQL 如何使用自联结、自然联结和外联结

本文介绍自联结（self-join）、自然联结（natural join）和外联结 （outer join），包括它们的含义和使用方法。介绍如何使用表别名，如何对被联结的表使用聚集函数。

一、使用表别名

SQL 如何创建计算字段 介绍了如何使用别名引用被检索的表列。给列起别名的语法如下：

SELECT RTRIM(vend_name) + ' (' + RTRIM(vend_country) + ')'
        AS vend_title
FROM Vendors
ORDER BY vend_name;
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SQL 除了可以对列名和计算字段使用别名，还允许给表名起别名。这样做有两个主要理由：

• 缩短 SQL 语句；
• 允许在一条 SELECT 语句中多次使用相同的表。

请看下面的 SELECT 语句。它与 如何使用 SQL INNER JOIN 联结两个或多个表 例子中所用的语句基本相同，但改成了使用别名：

SELECT cust_name, cust_contact
FROM Customers AS C, Orders AS O, OrderItems AS OI
WHERE C.cust_id = O.cust_id
 AND OI.order_num = O.order_num
 AND prod_id = 'RGAN01';
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可以看到，FROM 子句中的三个表全都有别名。Customers AS C 使用 C 作为 Customers 的别名，如此等等。

这样，就可以使用省略的 C 而不用全名 Customers。

在这个例子中，表别名只用于 WHERE 子句。其实它不仅能用于 WHERE 子句，还可以用于 SELECT 的列表、ORDER BY 子句以及其他语句部分。

注意：Oracle 中没有 AS

Oracle 不支持 AS 关键字。

要在 Oracle 中使用别名，可以不用 AS，简单地指定列名即可（因此，应该是 Customers C，而不是 Customers AS C）。

需要注意，表别名只在查询执行中使用。与列别名不一样，表别名不返回到客户端。

二、使用不同类型的联结

迄今为止，我们使用的只是内联结或等值联结的简单联结。现在来看三种其他联结：自联结（self-join）、自然联结（natural join）和外联结 （outer join）。

2.1 自联结

如前所述，使用表别名的一个主要原因是能在一条 SELECT 语句中不止一次引用相同的表。下面举一个例子。

假如要给与 Jim Jones 同一公司的所有顾客发送一封信件。这个查询要求首先找出 Jim Jones 工作的公司，然后找出在该公司工作的顾客。

下面是解决此问题的一种方法：

SELECT cust_id, cust_name, cust_contact
FROM Customers
WHERE cust_name = (SELECT cust_name
                   FROM Customers
                   WHERE cust_contact = 'Jim Jones');
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输出：

cust_id      cust_name          cust_contact
--------     --------------     --------------
1000000003   Fun4All            Jim Jones
1000000004   Fun4All            Denise L. Stephens
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这是第一种解决方案，使用了子查询。内部的 SELECT 语句做了一个简单检索，返回 Jim Jones 工作公司的 cust_name。

该名字用于外部查询的 WHERE 子句中，以检索出为该公司工作的所有雇员（SQL 如何使用子查询 中介绍了子查询，更多信息请参阅此文章）。

现在来看使用联结的相同查询：

SELECT c1.cust_id, c1.cust_name, c1.cust_contact
FROM Customers AS c1, Customers AS c2
WHERE c1.cust_name = c2.cust_name
 AND c2.cust_contact = 'Jim Jones';
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输出：

cust_id     cust_name       cust_contact
-------     -----------     --------------
1000000003  Fun4All         Jim Jones
1000000004  Fun4All         Denise L. Stephens
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提示：Oracle 中没有 AS

Oracle 用户应该记住去掉 AS。

此查询中需要的两个表实际上是相同的表，因此 Customers 表在 FROM 子句中出现了两次。

虽然这是完全合法的，但对 Customers 的引用具有歧义性，因为 DBMS 不知道你引用的是哪个 Customers 表。

解决此问题，需要使用表别名。Customers 第一次出现用了别名 c1，第二次出现用了别名 c2。现在可以将这些别名用作表名。

例如，SELECT 语句使用 c1 前缀明确给出所需列的全名。

如果不这样，DBMS 将返回错误，因为名为 cust_id、cust_name、cust_contact 的列各有两个。DBMS 不知道想要的是哪一列（即使它们其实是同一列）。

WHERE 首先联结两个表，然后按第二个表中的 cust_contact 过滤数据，返回所需的数据。

提示：用自联结而不用子查询

自联结通常作为外部语句，用来替代从相同表中检索数据的使用子查询语句。

虽然最终的结果是相同的，但许多 DBMS 处理联结远比处理子查询快得多。

应该试一下两种方法，以确定哪一种的性能更好。

2.2 自然联结

无论何时对表进行联结，应该至少有一列不止出现在一个表中（被联结的列）。

标准的联结（如何使用 SQL INNER JOIN 联结两个或多个表 中介绍的内联结）返回所有数据，相同的列甚至多次出现。

自然联结排除多次出现，使每一列只返回一次。

怎样完成这项工作呢？答案是，系统不完成这项工作，由你自己完成它。

自然联结要求你只能选择那些唯一的列，一般通过对一个表使用通配符（SELECT *），而对其他表的列使用明确的子集来完成。下面举一个例子：

SELECT C.*, O.order_num, O.order_date,
       OI.prod_id, OI.quantity, OI.item_price
FROM Customers AS C, Orders AS O,
     OrderItems AS OI
WHERE C.cust_id = O.cust_id
 AND OI.order_num = O.order_num
 AND prod_id = 'RGAN01';
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提示：Oracle 中没有 AS

Oracle 用户应该记住去掉 AS。

在这个例子中，通配符只对第一个表使用。所有其他列明确列出，所以没有重复的列被检索出来。

事实上，我们迄今为止建立的每个内联结都是自然联结，很可能永远都不会用到不是自然联结的内联结。

2.3 外联结

许多联结将一个表中的行与另一个表中的行相关联，但有时候需要包含没有关联行的那些行。例如，可能需要使用联结完成以下工作：

• 对每个顾客下的订单进行计数，包括那些至今尚未下订单的顾客；
• 列出所有产品以及订购数量，包括没有人订购的产品；
• 计算平均销售规模，包括那些至今尚未下订单的顾客。

在上述例子中，联结包含了那些在相关表中没有关联行的行。这种联结称为外联结。

注意：语法差别

需要注意，用来创建外联结的语法在不同的 SQL 实现中可能稍有不同。

下面段落中描述的各种语法形式覆盖了大多数实现，在继续学习之前请参阅你使用的 DBMS 文档，以确定其语法。

下面的 SELECT 语句给出了一个简单的内联结。它检索所有顾客及其订单：

SELECT Customers.cust_id, Orders.order_num
FROM Customers
 INNER JOIN Orders ON Customers.cust_id = Orders.cust_id;
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外联结语法类似。要检索包括没有订单顾客在内的所有顾客，可如下进行：

SELECT Customers.cust_id, Orders.order_num
FROM Customers
 LEFT OUTER JOIN Orders ON Customers.cust_id = Orders.cust_id;
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输出：

cust_id        order_num
----------     ---------
1000000001     20005
1000000001     20009
1000000002     NULL
1000000003     20006
1000000004     20007
1000000005     20008
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类似 如何使用 SQL INNER JOIN 联结两个或多个表 提到的内联结，这条 SELECT 语句使用了关键字 OUTER JOIN 来指定联结类型（而不是在 WHERE 子句中指定）。

但是，与内联结关联两个表中的行不同的是，外联结还包括没有关联行的行。

在使用 OUTER JOIN 语法时，必须使用 RIGHT 或 LEFT 关键字指定包括其所有行的表（RIGHT 指出的是 OUTER JOIN 右边的表，而 LEFT 指出的是 OUTER JOIN 左边的表）。

上面的例子使用 LEFT OUTER JOIN 从 FROM 子句左边的表（Customers 表）中选择所有行。

为了从右边的表中选择所有行，需要使用 RIGHT OUTER JOIN，如下例所示：

SELECT Customers.cust_id, Orders.order_num
FROM Customers
 RIGHT OUTER JOIN Orders ON Customers.cust_id = Orders.cust_id;
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注意：SQLite 外联结

SQLite 支持 LEFT OUTER JOIN，但不支持 RIGHT OUTER JOIN。

幸好，如果你确实需要在 SQLite 中使用 RIGHT OUTER JOIN，有一种更简单的办法，这将在下面的提示中介绍。

提示：外联结的类型

要记住，总是有两种基本的外联结形式：左外联结和右外联结。

它们之间的唯一差别是所关联的表的顺序。

换句话说，调整 FROM 或 WHERE 子句中表的顺序，左外联结可以转换为右外联结。

因此，这两种外联结可以互换使用，哪个方便就用哪个。

还存在另一种外联结，就是全外联结（full outer join），它检索两个表中的所有行并关联那些可以关联的行。

与左外联结或右外联结包含一个表的不关联的行不同，全外联结包含两个表的不关联的行。全外联结的语法如下：

SELECT Customers.cust_id, Orders.order_num
FROM Customers
 FULL OUTER JOIN Orders ON Customers.cust_id = Orders.cust_id;
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注意：FULL OUTER JOIN 的支持

MariaDB、MySQL 和 SQLite 不支持 FULL OUTER JOIN 语法。

三、使用带聚集函数的联结

如 如何使用 SQL AVG、COUNT、MAX、MIN 和 SUM 汇总数据 所述，聚集函数用来汇总数据。

虽然至今为止我们举的聚集函数的例子都只是从一个表中汇总数据，但这些函数也可以与联结一起使用。

我们来看个例子，要检索所有顾客及每个顾客所下的订单数，下面的代码使用 COUNT() 函数完成此工作：

SELECT Customers.cust_id,
       COUNT(Orders.order_num) AS num_ord
FROM Customers
 INNER JOIN Orders ON Customers.cust_id = Orders.cust_id
GROUP BY Customers.cust_id;
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输出：

cust_id        num_ord
----------     --------
1000000001     2
1000000003     1
1000000004     1
1000000005     1
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这条 SELECT 语句使用 INNER JOIN 将 Customers 和 Orders 表互相关联。

GROUP BY 子句按顾客分组数据，因此，函数调用 COUNT(Orders.order_num) 对每个顾客的订单计数，将它作为 num_ord 返回。

聚集函数也可以方便地与其他联结一起使用。请看下面的例子：

SELECT Customers.cust_id,
       COUNT(Orders.order_num) AS num_ord
FROM Customers
 LEFT OUTER JOIN Orders ON Customers.cust_id = Orders.cust_id
GROUP BY Customers.cust_id;
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输出：

cust_id        num_ord
----------     -------
1000000001     2
1000000002     0
1000000003     1
1000000004     1
1000000005     1
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这个例子使用左外部联结来包含所有顾客，甚至包含那些没有任何订单的顾客。结果中也包含了顾客 1000000002，他有 0 个订单，这和使用 INNER JOIN 时不同。

四、使用联结和联结条件

在总结讨论联结的这两篇前，有必要汇总一下联结及其使用的要点。

• 注意所使用的联结类型。一般我们使用内联结，但使用外联结也有效。
• 关于确切的联结语法，应该查看具体的文档，看相应的 DBMS 支持何种语法（大多数 DBMS 使用这两篇中描述的某种语法）。
• 保证使用正确的联结条件（不管采用哪种语法），否则会返回不正确的数据。
• 应该总是提供联结条件，否则会得出笛卡儿积。
• 在一个联结中可以包含多个表，甚至可以对每个联结采用不同的联结类型。虽然这样做是合法的，一般也很有用，但应该在一起测试它们前分别测试每个联结。这会使故障排除更为简单。

五、小结

本文是 如何使用 SQL INNER JOIN 联结两个或多个表 的延续，首先介绍了如何以及为什么使用别名，然后讨论不同的联结类型以及每类联结所使用的语法。

我们还介绍了如何与联结一起使用聚集函数，以及在使用联结时应该注意的问题。

原文链接：https://www.developerastrid.com/sql/sql-joins/

（完）