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本章将介绍什么是联结,为什么要使用联结,如何编写使用联结的SELECT语句。
SQL最强大的功能之一就是能在数据检索查询的执行中联结(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的一个极为重要的组成部分。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。下面的介绍并不是这个内容的全部知识,但作为入门已经足够了。
理解关系表的最好方法是来看一个现实世界中的例子。假如有一个包含产品目录的数据库表,其中每种类别的物品占一行。对于每种物品要存储的信息包括产品描述和价格,以及生产该产品的供应商信息。现在,假如有由同一供应商生产的多种物品,那么在何处存储供应商信息(如,供应商名、地址、联系方法等)呢?将这些数据与产品信息分开存储的理由如下。
关键是,相同数据出现多次决不是一件好事,此因素是关系数据库设计的基础。关系表的设计就是要保证把信息分解成多个表,一类数据一个表。各表通过某些常用的值(即关系设计中的关系( relational) )互相关联。
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,每个供应商具有唯一的标识。此标识称为主键( primary key) (在第1章中首次提到),可以是供应商ID或任何其他唯一值。products表只存储产品信息,它除了存储供应商ID(vendors表的主键)外不存储其他供应商信息。vendors表的主键又叫作products的外键,它将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。
外键(foreign key) 外键为某个表中的一列,它包含另一个表的主键值,定义了两个表之间的关系。这样做的好处如下:
正如所述,分解数据为多个表能更有效地存储,更方便地处理,并且具有更大的可伸缩性。但这些好处是有代价的。如果数据存储在多个表中,怎样用单条SELECT语句检索出数据?答案是使用联结。简单地说,联结是一种机制,用来在一条SELECT语句中关联表,因此称之为联结。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。
维护引用完整性 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不存在。联结由MySQL根据需要建立,它存在于查询的执行当中。在使用关系表时,仅在关系列中插入合法的数据非常重要。回到这里的例子,如果在products表中插入拥有非法供应商ID(即没有在vendors表中出现)的供应商生产的产品,则这些产品是不可访问的,因为它们没有关联到某个供应商。为防止这种情况发生,可指示MySQL只允许在products表的供应商ID列中出现合法值(即出现在vendors表中的供应商)。这就是维护引用完整性,它是通过在表的定义中指定主键和外键来实现的。(这将在第21章介绍。)
联结的创建非常简单,规定要联结的所有表以及它们如何关联即可。请看下面的例子:
我们来考察一下此代码。 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个列(prod_name和prod_price)在一个表中,而另一个列(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,分别是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子句正确联结, WHERE子句指示MySQL匹配vendors表中的vend_id和products表中的vend_id。可以看到要匹配的两个列以vendors.vend_id 和 products.vend_id指定。这里需要这种完全限定列名,因为如果只给出vend_id,则MySQL不知道指的是哪一个(它们有两个,每个表中一个)。
完全限定列名 在引用的列可能出现二义性时,必须使用完全限定列名(用一个点分隔的表名和列名)。如果引用一个没有用表名限制的具有二义性的列名, MySQL将返回错误。
利用WHERE子句建立联结关系似乎有点奇怪,但实际上,有一个很充分的理由。请记住,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不存在能指示MySQL如何对表进行联结的东西。你必须自己做这件事情。在联结两个表时,你实际上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,它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,第一个表中的每个行将与第二个表中的每个行配对,而不管它们逻辑上是否可以配在一起。
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。为理解这一点,请看下面的SELECT语句及其输出:
从上面的输出中可以看到,相应的笛卡儿积不是我们所想要的。这里返回的数据用每个供应商匹配了每个产品,它包括了供应商不正确的产品。实际上有的供应商根本就没有产品。
不要忘了WHERE子句 应该保证所有联结都有WHERE子句,否则MySQL将返回比想要的数据多得多的数据。同理,应该保证WHERE子句的正确性。不正确的过滤条件将导致MySQL返回不正确的数据。
叉联结 有时我们会听到返回称为叉联结( cross join)的笛卡儿积的联结类型。
目前为止所用的联结称为等值联结(equijoin),它基于两个表之间的相等测试。这种联结也称为内部联结。其实,对于这种联结可以使用稍微不同的语法来明确指定联结的类型。下面的SELECT语句返回与前面例子完全相同的数据:
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FROM子句的组成部分,以INNER JOIN指定。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。
使用哪种语法 ANSI SQL规范首选INNER JOIN语法。此外,尽管使用WHERE子句定义联结的确比较简单,但是使用明确的联结语法能够确保不会忘记联结条件,有时候这样做也能影响性能。
SQL对一条SELECT语句中可以联结的表的数目没有限制。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:
此例子显示编号为20005的订单中的物品。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子句列出了3个表,而WHERE子句定义了这两个联结条件,而第三个联结条件用来过滤出订单20005中的物品。
性能考虑 MySQL在运行时关联指定的每个表以处理联结。这种处理可能是非常耗费资源的,因此应该仔细,不要联结不必要的表。联结的表越多,性能下降越厉害。
现在可以回顾一下第14章中的例子了。该例子如下所示,其SELECT语句返回订购产品TNT2的客户列表:
正如第14章所述,子查询并不总是执行复杂SELECT操作的最有效的方法,下面是使用联结的相同查询:
正如第14章所述,这个查询中返回数据需要使用3个表。但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。这里有3个WHERE子句条件。前两个关联联结中的表,后一个过滤产品TNT2的数据。
多做实验 正如所见,为执行任一给定的SQL操作,一般存在不止一种方法。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、表中数据量、是否存在索引或键以及其他一些条件的影响。因此,有必要对不同的选择机制进行实验,以找出最适合具体情况的方法。
联结是SQL中最重要最强大的特性,有效地使用联结需要对关系数据库设计有基本的了解。本章随着对联结的介绍讲述了关系数据库设计的一些基本知识,包括等值联结(也称为内部联结)这种最经常使用的联结形式。下一章将介绍如何创建其他类型的联结。
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