12.1 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。下面的介绍并不能涵盖这一主题的所有内容，但作为入门已
经够了。
12.1.1 关系表
理解关系表，最好是来看个例子。
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）。
12.1.2 为什么使用联结
如前所述，将数据分解为多个表能更有效地存储，更方便地处理，并且
可伸缩性更好。但这些好处是有代价的。
如果数据存储在多个表中，怎样用一条 SELECT 语句就检索出数据呢？
答案是使用联结。简单说，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。
许多 DBMS提供图形界面，用来交互式地定义表关系。这些工具极其
有助于维护引用完整性。在使用关系表时，仅在关系列中插入合法数
据是非常重要的。回到这里的例子，如果 Products 表中存储了无效
的供应商 ID，则相应的产品不可访问，因为它们没有关联到某个供应
商。为避免这种情况发生，可指示数据库只允许在 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）。引用完
整性表示 DBMS强制实施数据完整性规则。这些规则一般由提供了界
面的 DBMS管理。
12.2 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。请
看下面的例子：
输入▼
SELECT vend_name, prod_name, prod_price
FROM Vendors, Products
WHERE Vendors.vend_id = Products.vend_id;
输出▼
vend_name prod_name prod_price
-------------------- -------------------- ----------
Doll House Inc. Fish bean bag toy 3.4900
Doll House Inc. Bird bean bag toy 3.4900
Doll House Inc. Rabbit bean bag toy 3.4900
Bears R Us 8 inch teddy bear 5.9900
Bears R Us 12 inch teddy bear 8.9900
Bears R Us 18 inch teddy bear 11.9900
Doll House Inc. Raggedy Ann 4.9900
Fun and Games King doll 9.4900
Fun and Games Queen doll 9.4900
分析▼
我们来看这段代码。 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列（ prod_name 和 prod_price ）在一个
表中，而第一列（ 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。
12.2.1 WHERE 子句的重要性
使用 WHERE 子句建立联结关系似乎有点奇怪，但实际上是有个很充分的
理由的。要记住，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没有指示 DBMS如何对表进行联
结的内容。你必须自己做这件事情。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。
理解这一点，请看下面的 SELECT 语句及其输出：
输入▼
SELECT vend_name, prod_name, prod_price
FROM Vendors, Products;
输出▼
vend_name prod_name prod_price
---------------- ---------------------------- ----------
Bears R Us 8 inch teddy bear 5.99
Bears R Us 12 inch teddy bear 8.99
Bears R Us 18 inch teddy bear 11.99
Bears R Us Fish bean bag toy 3.49
Bears R Us Bird bean bag toy 3.49
Bears R Us Rabbit bean bag toy 3.49
Bears R Us Raggedy Ann 4.99
Bears R Us King doll 9.49
Bears R Us Queen doll 9.49
Bear Emporium 8 inch teddy bear 5.99
Bear Emporium 12 inch teddy bear 8.99
Bear Emporium 18 inch teddy bear 11.99
Bear Emporium Fish bean bag toy 3.49
Bear Emporium Bird bean bag toy 3.49
Bear Emporium Rabbit bean bag toy 3.49
Bear Emporium Raggedy Ann 4.99
Bear Emporium King doll 9.49
Bear Emporium Queen doll 9.49
Doll House Inc. 8 inch teddy bear 5.99
Doll House Inc. 12 inch teddy bear 8.99
Doll House Inc. 18 inch teddy bear 11.99
Doll House Inc. Fish bean bag toy 3.49
Doll House Inc. Bird bean bag toy 3.49
Doll House Inc. Rabbit bean bag toy 3.49
Doll House Inc. Raggedy Ann 4.99
Doll House Inc. King doll 9.49
Doll House Inc. Queen doll 9.49
Furball Inc. 8 inch teddy bear 5.99
Furball Inc. 12 inch teddy bear 8.99
Furball Inc. 18 inch teddy bear 11.99
Furball Inc. Fish bean bag toy 3.49
Furball Inc. Bird bean bag toy 3.49
Furball Inc. Rabbit bean bag toy 3.49
Furball Inc. Raggedy Ann 4.99
Furball Inc. King doll 9.49
Furball Inc. Queen doll 9.49
Fun and Games 8 inch teddy bear 5.99
Fun and Games 12 inch teddy bear 8.99
Fun and Games 18 inch teddy bear 11.99
Fun and Games Fish bean bag toy 3.49
Fun and Games Bird bean bag toy 3.49
Fun and Games Rabbit bean bag toy 3.49
Fun and Games Raggedy Ann 4.99
Fun and Games King doll 9.49
Fun and Games Queen doll 9.49
Jouets et ours 8 inch teddy bear 5.99
Jouets et ours 12 inch teddy bear 8.99
Jouets et ours 18 inch teddy bear 11.99
Jouets et ours Fish bean bag toy 3.49
Jouets et ours Bird bean bag toy 3.49
Jouets et ours Rabbit bean bag toy 3.49
Jouets et ours Raggedy Ann 4.99
Jouets et ours King doll 9.49
Jouets et ours Queen doll 9.49
分析▼
从上面的输出可以看到，相应的笛卡儿积不是我们想要的。这里返回的
数据用每个供应商匹配了每个产品，包括了供应商不正确的产品（即使
供应商根本就没有产品）。
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）。
12.2.2 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。下面的 SELECT 语句返回与
前面例子完全相同的数据：
输入▼
SELECT vend_name, prod_name, prod_price
FROM Vendors
INNER JOIN Products ON Vendors.vend_id = Products.vend_id;
分析▼
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
12.2.3 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：
输入▼
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;
输出▼
prod_name vend_name prod_price quantity
--------------- ------------- ---------- --------
18 inch teddy bear Bears R Us 11.9900 50
Fish bean bag toy Doll House Inc. 3.4900 100
Bird bean bag toy Doll House Inc. 3.4900 100
Rabbit bean bag toy Doll House Inc. 3.4900 100
Raggedy Ann Doll House Inc. 4.9900 50
分析▼
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。
现在回顾一下第 11课中的例子，如下的 SELECT 语句返回订购产品 RGAN01
的顾客列表：
输入▼
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'));
如第 11课所述，子查询并不总是执行复杂 SELECT 操作的最有效方法，
下面是使用联结的相同查询：
输入▼
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';
输出▼
cust_name cust_contact
----------------------------- --------------------
Fun4All Denise L. Stephens
The Toy Store Kim Howard
分析▼
如第 11课所述，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、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。
说明：联结的列名
上述所有例子里，联结的几个列的名字都是一样的（例如 Customers
和 Orders 表里的列都叫 cust_id ）。列名相同并不是必需的，而且你
经常会遇到命名规范不同的数据库。我这样建表只是为了简单起见。