圖解 SQL 里的各種 JOIN

從業以來主要在做客戶端，用到的資料庫都是表結構比較簡單的 SQLite，以我那還給老師一大半的 SQL 水平倒也能對付。現在偶爾需要到後台的 SQL Server 里追查一些數據問題，就顯得有點捉襟見肘了，特別是各種 JOIN，有時候傻傻分不清楚，於是索性弄明白並做個記錄。

前言

在各種問答社區里談及 SQL 里的各種 JOIN 之間的區別時，最被廣為引用的是 CodeProject 上 C.L. Moffatt 的文章 Visual Representation of SQL Joins，他確實講得簡單明了，使用文氏圖來幫助理解，效果明顯。本文將沿用他的講解方式，稍有演繹，可以視為該文較為粗糙的中譯版。

約定

下文將使用兩個資料庫表 Table_A 和 Table_B 來進行示例講解，其結構與數據分別如下：

mysql> SELECT * FROM Table_A ORDER BY PK ASC;+----+---------+| PK | Value |+----+---------+| 1 | both ab || 2 | only a |+----+---------+2 rows in set (0.00 sec)mysql> SELECT * from Table_B ORDER BY PK ASC;+----+---------+| PK | Value |+----+---------+| 1 | both ab || 3 | only b |+----+---------+2 rows in set (0.00 sec)

其中 PK 為 1 的記錄在 Table_A 和 Table_B 中都有，2 為 Table_A 特有，3 為 Table_B 特有。

常用的 JOIN

INNER JOIN

INNER JOIN 一般被譯作內連接。內連接查詢能將左表（表 A）和右表（表 B）中能關聯起來的數據連接後返回。

文氏圖：

示例查詢：

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK, A.Value AS A_Value, B.Value AS B_ValueFROM Table_A AINNER JOIN Table_B BON A.PK = B.PK;

查詢結果：

+------+------+---------+---------+| A_PK | B_PK | A_Value | B_Value |+------+------+---------+---------+| 1 | 1 | both ab | both ab |+------+------+---------+---------+1 row in set (0.00 sec)

註：其中 A 為 Table_A 的別名，B 為 Table_B 的別名，下同。

LEFT JOIN

LEFT JOIN 一般被譯作左連接，也寫作 LEFT OUTER JOIN。左連接查詢會返回左表（表 A）中所有記錄，不管右表（表 B）中有沒有關聯的數據。在右表中找到的關聯數據列也會被一起返回。

文氏圖：

示例查詢：

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK, A.Value AS A_Value, B.Value AS B_ValueFROM Table_A ALEFT JOIN Table_B BON A.PK = B.PK;

查詢結果：

+------+------+---------+---------+| A_PK | B_PK | A_Value | B_Value |+------+------+---------+---------+| 1 | 1 | both ab | both ba || 2 | NULL | only a | NULL |+------+------+---------+---------+2 rows in set (0.00 sec)

RIGHT JOIN

RIGHT JOIN 一般被譯作右連接，也寫作 RIGHT OUTER JOIN。右連接查詢會返回右表（表 B）中所有記錄，不管左表（表 A）中有沒有關聯的數據。在左表中找到的關聯數據列也會被一起返回。

文氏圖：

示例查詢：

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK, A.Value AS A_Value, B.Value AS B_ValueFROM Table_A ARIGHT JOIN Table_B BON A.PK = B.PK;

查詢結果：

+------+------+---------+---------+| A_PK | B_PK | A_Value | B_Value |+------+------+---------+---------+| 1 | 1 | both ab | both ba || NULL | 3 | NULL | only b |+------+------+---------+---------+2 rows in set (0.00 sec)

FULL OUTER JOIN

FULL OUTER JOIN 一般被譯作外連接、全連接，實際查詢語句中可以寫作 FULL OUTER JOIN 或 FULL JOIN。外連接查詢能返回左右表裡的所有記錄，其中左右表裡能關聯起來的記錄被連接後返回。

文氏圖：

示例查詢：

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK, A.Value AS A_Value, B.Value AS B_ValueFROM Table_A AFULL OUTER JOIN Table_B BON A.PK = B.PK;

查詢結果：

ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near "FULL OUTER JOIN Table_B BON A.PK = B.PK" at line 4

註：我當前示例使用的 MySQL 不支持 FULL OUTER JOIN。

應當返回的結果（使用 UNION 模擬）：

mysql> SELECT * -> FROM Table_A -> LEFT JOIN Table_B -> ON Table_A.PK = Table_B.PK -> UNION ALL -> SELECT * -> FROM Table_A -> RIGHT JOIN Table_B -> ON Table_A.PK = Table_B.PK -> WHERE Table_A.PK IS NULL;+------+---------+------+---------+| PK | Value | PK | Value |+------+---------+------+---------+| 1 | both ab | 1 | both ba || 2 | only a | NULL | NULL || NULL | NULL | 3 | only b |+------+---------+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

小結

以上四種，就是 SQL 里常見 JOIN 的種類和概念了，看一下它們的合影：

有沒有感覺少了些什麼，學數學集合時完全不止這幾種情況？確實如此，繼續看。

延伸用法

LEFT JOIN EXCLUDING INNER JOIN

返回左表有但右表沒有關聯數據的記錄集。

文氏圖：

示例查詢：

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK, A.Value AS A_Value, B.Value AS B_ValueFROM Table_A ALEFT JOIN Table_B BON A.PK = B.PKWHERE B.PK IS NULL;

查詢結果：

+------+------+---------+---------+| A_PK | B_PK | A_Value | B_Value |+------+------+---------+---------+| 2 | NULL | only a | NULL |+------+------+---------+---------+1 row in set (0.01 sec)

RIGHT JOIN EXCLUDING INNER JOIN

返回右表有但左表沒有關聯數據的記錄集。

文氏圖：

示例查詢：

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK, A.Value AS A_Value, B.Value AS B_ValueFROM Table_A ARIGHT JOIN Table_B BON A.PK = B.PKWHERE A.PK IS NULL;

查詢結果：

+------+------+---------+---------+| A_PK | B_PK | A_Value | B_Value |+------+------+---------+---------+| NULL | 3 | NULL | only b |+------+------+---------+---------+1 row in set (0.00 sec)

FULL OUTER JOIN EXCLUDING INNER JOIN

返回左表和右表裡沒有相互關聯的記錄集。

文氏圖：

示例查詢：

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK, A.Value AS A_Value, B.Value AS B_ValueFROM Table_A AFULL OUTER JOIN Table_B BON A.PK = B.PKWHERE A.PK IS NULLOR B.PK IS NULL;

因為使用到了 FULL OUTER JOIN，MySQL 在執行該查詢時再次報錯。

ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near "FULL OUTER JOIN Table_B BON A.PK = B.PKWHERE A.PK IS NULLOR B.PK IS NULL" at line 4

應當返回的結果（用 UNION 模擬）：

mysql> SELECT * -> FROM Table_A -> LEFT JOIN Table_B -> ON Table_A.PK = Table_B.PK -> WHERE Table_B.PK IS NULL -> UNION ALL -> SELECT * -> FROM Table_A -> RIGHT JOIN Table_B -> ON Table_A.PK = Table_B.PK -> WHERE Table_A.PK IS NULL;+------+--------+------+--------+| PK | Value | PK | Value |+------+--------+------+--------+| 2 | only a | NULL | NULL || NULL | NULL | 3 | only b |+------+--------+------+--------+2 rows in set (0.00 sec)

總結

以上七種用法基本上可以覆蓋各種 JOIN 查詢了。七種用法的全家福：

看著它們，我彷彿回到了當年學數學，求交集並集的時代……

順帶張貼一下 C.L. Moffatt 帶 SQL 語句的圖片，配合學習，風味更佳：

更新：更多的 JOIN

除以上幾種外，還有更多的 JOIN 用法，比如 CROSS JOIN（迪卡爾集）、SELF JOIN，可以參考 SQL JOINS Slide Presentation學習。

CROSS JOIN

返回左表與右表之間符合條件的記錄的迪卡爾集。

圖示：

示例查詢：

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK, A.Value AS A_Value, B.Value AS B_ValueFROM Table_A ACROSS JOIN Table_B B;

查詢結果：

+------+------+---------+---------+| A_PK | B_PK | A_Value | B_Value |+------+------+---------+---------+| 1 | 1 | both ab | both ba || 2 | 1 | only a | both ba || 1 | 3 | both ab | only b || 2 | 3 | only a | only b |+------+------+---------+---------+4 rows in set (0.00 sec)

上面講過的幾種 JOIN 查詢的結果都可以用 CROSS JOIN 加條件模擬出來，比如 INNER JOIN 對應 CROSS JOIN ... WHERE A.PK = B.PK。

SELF JOIN

返回表與自己連接後符合條件的記錄，一般用在表裡有一個欄位是用主鍵作為外鍵的情況。

比如 Table_C 的結構與數據如下：

+--------+----------+-------------+| EMP_ID | EMP_NAME | EMP_SUPV_ID |+--------+----------+-------------+| 1001 | Ma | NULL || 1002 | Zhuang | 1001 |+--------+----------+-------------+2 rows in set (0.00 sec)

EMP_ID 欄位表示員工 ID，EMP_NAME 欄位表示員工姓名，EMP_SUPV_ID 表示主管 ID。

示例查詢：

現在我們想查詢所有有主管的員工及其對應的主管 ID 和姓名，就可以用 SELF JOIN 來實現。

SELECT A.EMP_ID AS EMP_ID, A.EMP_NAME AS EMP_NAME, B.EMP_ID AS EMP_SUPV_ID, B.EMP_NAME AS EMP_SUPV_NAMEFROM Table_C A, Table_C BWHERE A.EMP_SUPV_ID = B.EMP_ID;

查詢結果：

+--------+----------+-------------+---------------+| EMP_ID | EMP_NAME | EMP_SUPV_ID | EMP_SUPV_NAME |+--------+----------+-------------+---------------+| 1002 | Zhuang | 1001 | Ma |+--------+----------+-------------+---------------+1 row in set (0.00 sec)

補充說明

1. 文中的圖使用 Keynote 繪製；
2. 個人的體會是 SQL 里的 JOIN 查詢與數學裡的求交集、並集等很像；
3. SQLite 不支持 RIGHT JOIN 和 FULL OUTER JOIN，可以使用 LEFT JOIN 和 UNION 來達到相同的效果；
4. MySQL 不支持 FULL OUTER JOIN，可以使用 LEFT JOIN 和 UNION 來達到相同的效果；

假如你對我的文章感興趣，可以關注我的微信公眾號 isprogrammer 隨時閱讀更多內容。

參考

• Visual Representation of SQL Joins
• How to do a FULL OUTER JOIN in MySQL?
• SQL JOINS Slide Presentation
• SQL Self Join

原始鏈接：圖解 SQL 里的各種 JOIN

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