什么是联结,为什么使用联结,如何编写使用联结的SELECT语句。

一、联结

SQL最强大的功能之一就是能在数据查询的执行中联结(join)表。联结是利用SQL的SELECT能执行的最重要的操作,很好地理解联结及其语法是学习SQL的极为重要的部分。

在能够有效地使用联结前,必须了解关系表以及关系数据库设计的一些基础知识。

关系表

例如:

有一个包含产品目录的数据库表,其中每类物品占一行。对于每一种物品,要存储的信息包括产品描述、价格,以及生产该产品的供应商。

现在有同一供应商生产的多种物品,那么在何处存储供应商名、地址、联系方法等供应商信息呢?将这些数据与产品信息分开存储的理由是:

• 同一供应商生产的每个产品,其供应商信息都是相同的,对每个产品重复此信息既浪费时间又浪费存储空间;

• 如果供应商信息发生变化,例如供应商迁址或电话号码变动,只需修改一次即可;

• 如果有重复数据(即每种产品都存储供应商信息),则很难保证每次输入该数据的方式都相同。不一致的数据在报表中就很难利用。

关键是,相同的数据出现多次决不是一件好事,这是关系数据库设计的基础。关系表的设计就是要把信息分解成多个表,一类数据一个表。各表通过某些共同的值互相关联(所以才叫关系数据库)。

在这个例子中可建立两个表:一个存储供应商信息,另一个存储产品信息。Vendors表包含所有供应商信息,每个供应商占一行,具有唯一的标识。此标识称为主键(primary key),可以是供应商ID或任何其他唯一值。

Products表只存储产品信息,除了存储供应商ID(Vendors表的主键)外,它不存储其他有关供应商的信息。Vendors表的主键将Vendors表与Products表关联,利用供应商ID能从Vendors表中找出相应供应商的详细信息。

这样做的好处是:

• 供应商信息不重复,不会浪费时间和空间;

• 如果供应商信息变动,可以只更新Vendors表中的单个记录,相关表中的数据不用改动;

• 由于数据不重复,数据显然是一致的,使得处理数据和生成报表更简单。

总之,关系数据可以有效地存储,方便地处理。因此,关系数据库的可伸缩性远比非关系数据库要好。

可伸缩(scale)

能够适应不断增加的工作量而不失败。设计良好的数据库或应用程序称为可伸缩性好(scale well)。

为什么使用联结

联结是一种机制,用来在一条SELECT语句中关联表,因此称为联结。使用特殊的语法,可以联结多个表返回一组输出,联结在运行时关联表中正确的行。

说明:使用交互式DBMS工具

重要的是,要理解联结不是物理实体。换句话说,它在实际的数据库表中并不存在。DBMS会根据需要建立联结,它在查询执行期间一直存在。

 

二、创建联结

创建联结非常简单,指定要联结的所有表以及关联它们的方式即可。

例如:

SELECT vend_name, prod_name, prod_price FROM Vendors, Products WHERE Vendors.vend_id = Products.vend_id;

SELECT语句与前面所有语句一样指定要检索的列。这里最大的差别是所指定的两列(prod_name和prod_price)在一个表中,而第三列(vend_name)在另一个表中。

现在来看FROM子句。与以前的SELECT语句不一样,这条语句的FROM子句列出了两个表:Vendors和Products。它们就是这条SELECT语句联结的两个表的名字。这两个表用WHERE子句正确地联结,WHERE子句指示DBMS将Vendors表中的vend_id与Products表中的vend_id匹配起来。

可以看到,要匹配的两列指定为Vendors.vend_id和Products.vend_id。这里需要这种完全限定列名,如果只给出vend_id,DBMS就不知道指的是哪一个(每个表中有一个)。从前面的输出可以看到,一条SELECT语句返回了两个不同表中的数据。

警告:完全限定列名

就像前一课提到的,在引用的列可能出现歧义时,必须使用完全限定列名(用一个句点分隔表名和列名)。如果引用一个没有用表名限制的具有歧义的列名,大多数DBMS会返回错误。

WHERE子句的重要性

在一条SELECT语句中联结几个表时,相应的关系是在运行中构造的。在数据库表的定义中没有指示DBMS如何对表进行联结的内容。在联结两个表时,实际要做的是将第一个表中的每一行与第二个表中的每一行配对。WHERE子句作为过滤条件,只包含那些匹配给定条件(这里是联结条件)的行。没有WHERE子句,第一个表中的每一行将与第二个表中的每一行配对,而不管它们逻辑上是否能配在一起。

笛卡儿积(cartesian product)

由没有联结条件的表关系返回的结果为笛卡儿积。检索出的行的数目将是第一个表中的行数乘以第二个表中的行数。

注意:不要忘了WHERE子句

要保证所有联结都有WHERE子句,否则DBMS将返回比想要的数据多得多的数据。同理,要保证WHERE子句的正确性。不正确的过滤条件会导致DBMS返回不正确的数据。

提示:叉联结

有时,返回笛卡儿积的联结,也称叉联结(cross join)。

内联结

目前为止使用的联结称为等值联结(equijoin),它基于两个表之间的相等测试。这种联结也称为内联结(inner join)。

其实,可以对这种联结使用稍微不同的语法,明确指定联结的类型。

例如:

SELECT vend_name, prod_name, prod_price FROM Vendors INNER JOIN Products ON Vendors.vend_id = Products.vend_id;

此语句中的SELECT与前面的SELECT语句相同,但FROM子句不同。这里,两个表之间的关系是以INNER JOIN指定的部分FROM子句。在使用这种语法时,联结条件用特定的ON子句而不是WHERE子句给出。传递给ON的实际条件与传递给WHERE的相同。

至于选用哪种语法,请参阅具体的DBMS文档。

说明:“正确的”语法

ANSI SQL规范首选INNER JOIN语法,之前使用的是简单的等值语法。其实,SQL语言纯正论者是用鄙视的眼光看待简单语法的。这就是说,DBMS的确支持简单格式和标准格式,我建议你要理解这两种格式,具体使用就看你用哪个更顺手了。

联结多个表

SQL不限制一条SELECT语句中可以联结的表的数目。创建联结的基本规则也相同。首先列出所有表,然后定义表之间的关系。

例如:

SELECT prod_name, vend_name, prod_price, quantity FROM OrderItems, Products, Vendors WHERE Products.vend_id = Vendors.vend_id AND OrderItems.prod_id = Products.prod_id AND order_num = 20007;

这个例子显示订单20007中的物品。订单物品存储在OrderItems表中。每个产品按其产品ID存储,它引用Products表中的产品。这些产品通过供应商ID联结到Vendors表中相应的供应商,供应商ID存储在每个产品的记录中。这里的FROM子句列出三个表,WHERE子句定义这两个联结条件,而第三个联结条件用来过滤出订单20007中的物品。

注意:性能考虑

DBMS在运行时关联指定的每个表,以处理联结。这种处理可能非常耗费资源,因此应该注意,不要联结不必要的表。联结的表越多,性能下降越厉害。

注意:联结中表的最大数目

虽然SQL本身不限制每个联结约束中表的数目,但实际上许多DBMS都有限制。请参阅具体的DBMS文档以了解其限制。

例如:

上一节使用子查询SELECT语句返回订购产品RGAN01的顾客列表:

SELECT cust_name, cust_contact FROM Customers WHERE cust_id IN (SELECT cust_id FROM Orders WHERE order_num IN (SELECT order_num FROM OrderItems WHERE prod_id = 'RGAN01'));

联结的写法:

SELECT cust_name, cust_contact FROM Customers, Orders, OrderItems WHERE Customers.cust_id = Orders.cust_id AND OrderItems.order_num = Orders.order_num AND prod_id = 'RGAN01';

这个查询中的返回数据需要使用3个表。但在这里,我们没有在嵌套子查询中使用它们,而是使用了两个联结来连接表。这里有三个WHERE子句条件。前两个关联联结中的表,后一个过滤产品RGAN01的数据。

提示:多做实验

可以看到,执行任一给定的SQL操作一般不只一种方法。很少有绝对正确或绝对错误的方法。性能可能会受操作类型、所使用的DBMS、表中数据量、是否存在索引或键等条件的影响。因此,有必要试验不同的选择机制,找出最适合具体情况的方法。