Компьютеры
и программирование

SQL JOIN - соединение таблиц базы данных

Оператор языка SQL JOIN предназначен для соединения двух или более таблиц базы данных по совпадающему условию. Этот оператор существует только в реляционных базах данных. Именно благодаря JOIN реляционные базы данных обладают такой мощной функциональностью, которая позволяет вести не только хранение данных, но и их, хотя бы простейший, анализ с помощью запросов. Разберём основные нюансы написания SQL-запросов с оператором JOIN, которые являются общими для всех СУБД (систем управления базами данных). Для соединения двух таблиц оператор SQL JOIN имеет следующий синтаксис:

SELECT ИМЕНА_СТОЛБЦОВ (1..N) FROM ИМЯ_ТАБЛИЦЫ_1 JOIN ИМЯ_ТАБЛИЦЫ_2 ON УСЛОВИЕ

После одного или нескольких звеньев с оператором JOIN может следовать необязательная секция WHERE или HAVING, в которой, также, как в простом SELECT-запросе, задаётся условие выборки. Общим для всех СУБД является то, что в этой конструкции вместо JOIN может быть указано INNER JOIN, LEFT OUTER JOIN, RIGHT OUTER JOIN, FULL OUTER JOIN, CROSS JOIN (или, как вариант, запятая).

INNER JOIN (внутреннее соединение)

Запрос с оператором INNER JOIN предназначен для соединения таблиц и вывода результирующей таблицы, в которой данные полностью пересекаются по условию, указанному после ON. То же самое делает и просто JOIN. Таким образом, слово INNER - не обязательное.

Пример 1. Есть база данных портала объявлений. В ней есть таблица Categories (категории объявлений) и Parts (части, или иначе - рубрики, которые и относятся к категориям). Например, части Квартиры, Дачи относятся к категории Недвижимость, а части Автомобили, Мотоциклы - к категории Транспорт. Эти таблицы с заполненными данными имеют следующий вид.

Таблица Parts:

Part_IDPartCat
1Квартиры505
2Автомашины205
3Доски10
4Шкафы30
5Книги160

Таблица Categories:

Cat_IDCat_namePrice
10Стройматериалы105,00
505Недвижимость210,00
205Транспорт160,00
30Мебель77,00
45Техника65,00

Заметим, что в таблице Parts Книги имеют Cat - ссылку на категорию, которой нет в таблице Categories, а в таблице Categories Техника имеет Cat_ID - первичный ключ, ссылки на который нет в таблице Parts. Требуется соединить данные этих двух таблиц так, чтобы в результирующей таблице были поля Part (Часть), Cat (Категория) и Price (Цена подачи объявления) и чтобы данные полностью пересекались по условию. Условие - совпадение идентификатора категории в таблице Categories и ссылки на категорию в таблице Parts. Для этого пишем следующий запрос:

SELECT PARTS.Part, CATEGORIES.Cat_ID AS Cat, CATEGORIES.Price FROM PARTS INNER JOIN CATEGORIES ON PARTS.Cat = CATEGORIES.Cat_ID

Результатом выполнения запроса будет следующая таблица:

PartCatPrice
Квартиры505210,00
Автомашины205160,00
Доски10105,00
Шкафы3077,00

В результирующей таблице нет Книг, так как эта запись ссылается на категорию, которой нет в таблице Categories, и Техники, так как эта запись имеет внешний ключ в таблице Categories, на который нет ссылки в таблице Parts.

LEFT OUTER JOIN (левое внешнее соединение)

Запрос с оператором LEFT OUTER JOIN предназначен для соединения таблиц и вывода результирующей таблицы, в которой данные полностью пересекаются по условию, указанному после ON, и дополняются записями из первой по порядку (левой) таблицы, даже если они не соответствуют условию. У записей левой таблицы, которые не соответствуют условию, значение столбца из правой таблицы будет NULL (неопределённым).

Пример 2. База данных и таблицы - те же, что и в примере 1.

Для получения результирующей таблицы, в которой данные из двух таблиц полностью пересекаются по условию и дополняются всеми данными из таблицы Parts, которые не соответствуют условию, пишем следующий запрос:

SELECT PARTS.Part, CATEGORIES.Cat_ID AS Cat, CATEGORIES.Price FROM PARTS LEFT OUTER JOIN CATEGORIES ON PARTS.Cat = CATEGORIES.Cat_ID

Результатом выполнения запроса будет следующая таблица:

PartCatPrice
Квартиры505210,00
Автомашины205160,00
Доски10105,00
Шкафы3077,00
Книги160NULL

В результирующей таблице, в отличие от таблицы из примера 1, есть Книги, но значение столбца Цены (Price) у них - NULL, так как эта запись имеет идентификатор категории, которой нет в таблице Categories.

RIGHT OUTER JOIN (правое внешнее соединение)

Запрос с оператором RIGHT OUTER JOIN предназначен для соединения таблиц и вывода результирующей таблицы, в которой данные полностью пересекаются по условию, указанному после ON, и дополняются записями из второй по порядку (правой) таблицы, даже если они не соответствуют условию. У записей правой таблицы, которые не соответствуют условию, значение столбца из левой таблицы будет NULL (неопределённым).

Пример 3. База данных и таблицы - те же, что и в предыдущих примерах.

Для получения результирующей таблицы, в которой данные из двух таблиц полностью пересекаются по условию и дополняются всеми данными из таблицы Categories, которые не соответствуют условию, пишем следующий запрос:

SELECT PARTS.Part, CATEGORIES.Cat_ID AS Cat, CATEGORIES.Price FROM PARTS RIGHT OUTER JOIN CATEGORIES ON PARTS.Cat = CATEGORIES.Cat_ID

Результатом выполнения запроса будет следующая таблица:

PartCatPrice
Квартиры505210,00
Автомашины205160,00
Доски10105,00
Шкафы3077,00
NULL4565,00

В результирующей таблице, в отличие от таблицы из примера 1, есть запись с категорией 45 и ценой 65,00, но значение столбца Части (Part) у неё - NULL, так как эта запись имеет идентификатор категории, на которую нет ссылок в таблице Parts.

FULL OUTER JOIN (полное внешнее соединение)

Запрос с оператором FULL OUTER JOIN предназначен для соединения таблиц и вывода результирующей таблицы, в которой данные полностью пересекаются по условию, указанному после ON, и дополняются записями из первой (левой) и второй (правой) таблиц, даже если они не соответствуют условию. У записей, которые не соответствуют условию, значение столбцов из другой таблицы будет NULL (неопределённым).

Пример 4. База данных и таблицы - те же, что и в предыдущих примерах.

Для получения результирующей таблицы, в которой данные из двух таблиц полностью пересекаются по условию и дополняются всеми данными как из таблицы Parts, так и из таблицы Categories, которые не соответствуют условию, пишем следующий запрос:

SELECT PARTS.Part, CATEGORIES.Cat_ID AS Cat, CATEGORIES.Price FROM PARTS FULL OUTER JOIN CATEGORIES ON PARTS.Cat = CATEGORIES.Cat_ID

Результатом выполнения запроса будет следующая таблица:

PartCatPrice
Квартиры505210,00
Автомашины205160,00
Доски10105,00
Шкафы3077,00
Книги160NULL
NULL4565,00

В результирующей таблице есть записи Книги (из левой таблицы) и с категорией 45 (из правой таблицы), причём у первой из них неопределённая цена (столбец из правой таблицы), а у второй - неопределённая часть (столбец из левой таблицы).

Псевдонимы соединяемых таблиц

В предыдущих запросах мы указывали с названиями извлекаемых столбцов из разных таблиц полные имена этих таблиц. Такие запросы выглядят громоздко: одно и то же слово повторяется несколько раз. Нельзя ли как-то упростить конструкцию? Оказывается, можно. Для этого следует использовать псевдонимы таблиц - их сокращённые имена. Псевдоним может состоять и из одной буквы. Возможно любое количество букв в псевдониме, главное, чтобы запрос после сокращения был понятен Вам самим. Общее правило: в секции запроса, определяющей соединение, то есть вокруг слова JOIN нужно указать полные имена таблиц, а за каждым именем должен следовать псевдоним таблицы.

Пример 5. Переписать запрос из примера 1 с использованием псевдонимов соединяемых таблиц.

Запрос будет следующим:

SELECT P.Part, C.Cat_ID AS Cat, C.Price FROM PARTS P INNER JOIN CATEGORIES C ON P.Cat = C.Cat_ID

Запрос вернёт то же самое, что и запрос в примере 1, но он гораздо компактнее.

JOIN и соединение более двух таблиц

Реляционные базы данных должны подчиняться требованиям целостности и неизбыточности данных, в связи с чем данные об одном бизнес-процессе могут содержаться не только в одной, двух, но и в трёх и более таблицах. В этих случаях для анализа данных используются цепочки соединённых таблиц: например, в одной (первой) таблице содержится некоторый количественный показатель, вторую таблицу с первой и третьей связывают внешние ключи - данные пересекаются, но только третья таблица содержит условие, в зависимости от которого может быть выведен количественный показатель из первой таблицы. И таблиц может быть ещё больше. При помощи оператора SQL JOIN в одном запросе можно соединить большое число таблиц. В таких запросах за одной секцией соединения следует другая, причём каждый следующий JOIN соединяет со следующей таблицей таблицу, которая была второй в предыдущем звене цепочки. Таким образом, синтаксис SQL запроса для соединения более двух таблиц следующий:

SELECT ИМЕНА_СТОЛБЦОВ (1..N) FROM ИМЯ_ТАБЛИЦЫ_1 JOIN ИМЯ_ТАБЛИЦЫ_2 ON УСЛОВИЕ JOIN ИМЯ_ТАБЛИЦЫ_3 ON УСЛОВИЕ ... JOIN ИМЯ_ТАБЛИЦЫ_M ON УСЛОВИЕ

Пример 6. База данных - та же, что и в предыдущих примерах. К таблицам Categories и Parts в этом примере добавится таблица Ads, содержащая данные об опубликованных на портале объявлениях. Приведём фрагмент таблицы Ads, в котором среди записей есть записи о тех объявлениях, срок публикации которых истекает 2018-04-02.

A_IdPart_IDDate_startDate_endText
211'2018-02-11''2018-04-20'"Продаю..."
221'2018-02-11''2018-05-12'"Продаю..."
...............
271'2018-02-11''2018-04-02'"Продаю..."
282'2018-02-11''2018-04-21'"Продаю..."
292'2018-02-11''2018-04-02'"Продаю..."
303'2018-02-11''2018-04-22'"Продаю..."
314'2018-02-11''2018-05-02'"Продаю..."
324'2018-02-11''2018-04-13'"Продаю..."
333'2018-02-11''2018-04-12'"Продаю..."
344'2018-02-11''2018-04-23'"Продаю..."

Представим, что сегодня '2018-04-02', то есть это значение принимает функция CURRENT_DATE - текущая дата. Требуется узнать, к каким категориям принадлежат объявления, срок публикации которых истекает сегодня. Названия категорий есть только в таблице CATEGORIES, а даты истечения срока публикации объявлений - только в таблице ADS. В таблице PARTS - части категорий (или проще, подкатегории) опубликованных объявлений. Но внешним ключом Cat_ID таблица PARTS связана с таблицей CATEGORIES, а таблица ADS связана внешним ключом Part_ID с таблицей PARTS. Поэтому соединяем в одном запросе три таблицы и этот запрос можно с максимальной корректностью назвать цепочкой.

Запрос будет следующим:

SELECT C.cat_name FROM categories C JOIN parts P ON P.cat_id=C.cat_id JOIN ads A ON A.part_id=P.part_id WHERE A.date_end=CURRENT_DATE

Результат запроса - таблица, содержащая названия двух категорий - "Недвижимость" и "Транспорт":

Cat_name
Недвижимость
Транспорт

CROSS JOIN (перекрестное соединение)

Использование оператора SQL CROSS JOIN в наиболее простой форме - без условия соединения - реализует операцию декартова произведения в реляционной алгебре. Результатом такого соединения будет сцепление каждой строки первой таблицы с каждой строкой второй таблицы. Таблицы могут быть записаны в запросе либо через оператор CROSS JOIN, либо через запятую между ними.

Пример 7. База данных - всё та же, таблицы - Categories и Parts. Реализовать операцию декартова произведения этих двух таблиц.

Запрос будет следующим:

SELECT (*) Categories CROSS JOIN Parts

Или без явного указания CROSS JOIN - через запятую:

SELECT (*) Categories, Parts

Запрос вернёт таблицу из 5 * 5 = 25 строк, фрагмент которой приведён ниже:

Cat_IDCat_namePricePart_IDPartCat
10Стройматериалы105,001Квартиры505
10Стройматериалы105,002Автомашины205
10Стройматериалы105,003Доски10
10Стройматериалы105,004Шкафы30
10Стройматериалы105,005Книги160
..................
45Техника65,001Квартиры505
45Техника65,002Автомашины205
45Техника65,003Доски10
45Техника65,004Шкафы30
45Техника65,005Книги160

Как видно из примера, если результат такого запроса и имеет какую-либо ценность, то это, возможно, наглядная ценность в некоторых случаях, когда не требуется вывести структурированную информацию, тем более, даже самую простейшую аналитическую выборку. Кстати, можно указать выводимые столбцы из каждой таблицы, но и тогда информационная ценность такого запроса не повысится.

Но для CROSS JOIN можно задать условие соединения! Результат будет совсем иным. При использовании оператора "запятая" вместо явного указания CROSS JOIN условие соединения задаётся не словом ON, а словом WHERE.

Пример 8. Та же база данных портала объявлений, таблицы Categories и Parts. Используя перекрестное соединение, соединить таблицы так, чтобы данные полностью пересекались по условию. Условие - совпадение идентификатора категории в таблице Categories и ссылки на категорию в таблице Parts.

Запрос будет следующим:

SELECT P.Part, C.Cat_ID AS Cat, C.Price FROM PARTS P, CATEGORIES C WHERE P.Cat = C.Cat_ID

Запрос вернёт то же самое, что и запрос в примере 1:

PartCatPrice
Квартиры505210,00
Автомашины205160,00
Доски10105,00
Шкафы3077,00

И это совпадение не случайно. Запрос c перекрестным соединением по условию соединения полностью аналогичен запросу с внутренним соединением - INNER JOIN - или, учитывая, что слово INNER - не обязательное, просто JOIN.

Таким образом, какой вариант запроса использовать - вопрос стиля или даже привычки специалиста по работе с базой данных. Возможно, перекрёстное соединение с условием для двух таблиц может представляться более компактным. Но преимущество перекрестного соединения для более чем двух таблиц (это также возможно) весьма спорно. В этом случае WHERE-условия пересечения перечисляются через слово AND. Такая конструкция может быть громоздкой и трудной для чтения, если в конце запроса есть также секция WHERE с условиями выборки.

Поделиться с друзьями

Другие темы в блоке "Реляционные базы данных"