深入解析SQL多表查询：核心技巧与实战示例

深入解析SQL多表查询：核心技巧与实战示例

本文系统梳理SQL多表查询的核心方法，涵盖广义笛卡尔积、内连接（等值/自然连接）、外连接、子查询（相关/不相关）及集合运算。通过代码示例解析连接查询的陷阱与优化策略，探讨如何用子查询简化复杂逻辑，并实战“选修所有课程的学生查询”实现。适合希望提升SQL编写效率、深入理解多表交互逻辑的开发者，提供从基础到进阶的清晰学习路径。

广义笛卡尔积(交叉连接)

交叉连接会产生大量无效的行，实际中一般不常用，执行语句如下：

SELECT 
  * 
FROM
  student,
  course ;

内连接($\theta$连接)

通过一定的连接条件来连接两个表，常见的连接条件是比较运算，比如<或者>等等，如果比较运算符是=，就是等值连接。

等值连接

等值连接有两种方式：

SELECT 
  * 
FROM
  student,
  score 
WHERE student.`sno` = score.`sno` ;

SELECT 
  * 
FROM
  student 
  INNER JOIN score 
    ON student.`sno` = score.`sno` ;

建议使用第二种。

这样，就将学生表和成绩表合并到了一起，但是新表会有两列sno，如果只希望一列，使用自然连接：

自然连接

自然连接也有两种方式：

SELECT 
  * 
FROM
  student 
  JOIN score USING (sno) ;

SELECT 
  * 
FROM
  student NATURAL 
  JOIN score ;

这会自动合并相同列。

给数据表起别名

SELECT 
  stu.sno,
  sname,
  c.`cno`,
  `grade` 
FROM
  student stu 
  JOIN score sc 
    ON stu.`sno` = sc.`sno` 
  JOIN course c 
    ON sc.`cno` = c.`cno` ;

只需要在FROM中的数据表后面加上别名即可。

[!note]

小练习：

查询所有选修了“数据结构”课程的学生学号、姓名和成绩：

SELECT 
  stu.sno,
  sname,
  `grade` 
FROM
  student stu 
  JOIN score sc 
    ON stu.`sno` = sc.`sno` 
  JOIN course c 
    ON sc.`cno` = c.`cno` 
WHERE cname = '数据结构' ;

自身连接

别名的一个重要用途就是自身连接，通过对同一个数据表起不同的别名，可以将不同的别名看作不同的副本，例如想找年龄大于“吴强”的学生：

SELECT 
  b.sname 
FROM
  student a,
  student b 
WHERE a.`sname` = '吴强' 
  AND a.`birthday` > b.`birthday` ;

外连接

只需要在JOIN前面加上LEFT [OUTER]、RIGHT [OUTER]、FULL [OUTER]分别表示左外连接、右外连接、完全外连接。

子查询

不相关子查询

子查询可以很好地简化逻辑，允许一个查询结果作为返回值作为判定条件。例如，判断查询所有选修“数据结构”的学生姓名：

SELECT 
  sno 
FROM
  score 
WHERE cno = 
  (SELECT 
    cno 
  FROM
    course 
  WHERE cname = '数据结构') ;

比起等值连接，这样的逻辑更容易让人理解。再比如自身连接：

SELECT 
  sname 
FROM
  student 
WHERE birthday < 
  (SELECT 
    birthday 
  FROM
    student 
  WHERE sname = '吴强') ;

上述的两个例子都是返回单值，子查询返回结果也可以作为集合：

SELECT 
  sname 
FROM
  student 
WHERE sno IN 
  (SELECT 
    sno 
  FROM
    score 
  WHERE cno = 
    (SELECT 
      cno 
    FROM
      course 
    WHERE cname = '数据结构')) ;

在子查询返回多值时，可以根据需要添加谓词：

SELECT 
  * 
FROM
  student 
WHERE birthday < ALL 
  (SELECT 
    birthday 
  FROM
    student 
  WHERE dept = '软件工程') ;

上述语句ALL表示生日小于所有查询结果（等价于小于最小值），再比如：

SELECT 
  * 
FROM
  student 
WHERE birthday < ANY 
  (SELECT 
    birthday 
  FROM
    student 
  WHERE dept = '软件工程') ;

上述ANY表示生日小于其中一个查询结果(等价于小于最大值)。上述两个例子也可以分别写成：

SELECT 
  * 
FROM
  student 
WHERE birthday < 
  (SELECT 
    MIN(birthday) 
  FROM
    student 
  WHERE dept = '软件工程') ;

SELECT 
  * 
FROM
  student 
WHERE birthday < 
  (SELECT 
    MAX(birthday) 
  FROM
    student 
  WHERE dept = '软件工程') ;

上述例子中，我们都是将子查询语句放在了WHERE语句中，但它也可以放在SELECT和FROM中：

SELECT 
  sno,
  totalcredit,
  (SELECT 
    MAX(totalcredit) 
  FROM
    student) AS '最高学分' 
FROM
  student ;

这样返回结果的每一行末尾都是相同的最高学分了

SELECT 
  * 
FROM
  (SELECT 
    * 
  FROM
    student 
  WHERE dept = '软件工程') AS app 
ORDER BY totalcredit DESC ;

注意，如果是将子查询结果作为表必须要为其设置别名。

[!note]

也可以用子查询结果创建、更新、插入、删除表，道理很简单，不再赘述。

相关子查询

相关子查询常用来实现关系代数中的除运算，比如要查找选修了所有课程的学生学号。

不相关子查询的子查询是独立的，也就是说子查询并不依赖于父查询，而相关子查询的部分信息依赖于父查询：

SELECT 
  sno 
FROM
  student 
WHERE NOT EXISTS 
  (SELECT 
    cno 
  FROM
    course 
  WHERE NOT EXISTS 
    (SELECT 
      * 
    FROM
      score 
    WHERE (
        sno = student.`sno` 
        AND cno = course.`cno`
      ))) ;

上述代码中，最内层子查询的==student.sno==依赖于最外层查询，==course.cno==依赖于中间层查询，执行过程中，会先利用父查询的一行执行子查询，子查询执行结束后利用父查询下一行数据进行子查询。

NOT EXISTS指的是：如果查询为空，返回True，有结果返回False。

最内层查询比较score表中的学号和课程号是否能在学生表和课程表中找到对应内容，如果找不到说明该课程和该学生没有关系，也就是没有选修的意思，

中间查询表示：如果内层查询有结果(NOT EXISTS返回False)，那么查询结果就是空，如果内层查询无内容，那么结果就是这个课程号，反复执行子查询后就能找到一个学生没有选修的所有课程号。如果没有未选修课程那么返回就是空。

最外层就是检查是否为空，如果为空说明选修了所有课程，查询到结果。最后可以查询到选修了所有课程的学生。

查询结果的集合运算

SQL中对查询结果的运算仅支持并运算：

SELECT 
  * 
FROM
  student 
WHERE birthday < ALL (
    (SELECT 
      birthday 
    FROM
      student 
    WHERE dept = '软件工程') 
    UNION
    (
      (SELECT 
        birthday 
      FROM
        student 
      WHERE dept = '计算机科学')
    )
  ) ;

这样会默认去掉重复元组，如果想要保留只需要在UNION后面加上[ALL]即可。
``sql
SELECT
*
FROM
student
WHERE birthday < ALL (
(SELECT
birthday
FROM
student
WHERE dept = ‘软件工程’)
UNION
(
(SELECT
birthday
FROM
student
WHERE dept = ‘计算机科学’)
)
) ;

这样会默认去掉重复元组，如果想要保留只需要在`UNION`后面加上`[ALL]`即可。