第三章｜连接、子查询与集合

本章目标

学习如何组合多个表的数据，掌握 JOIN、子查询、EXISTS、UNION 等操作，理解关系数据库的核心能力。

从 INNER JOIN 开始，理解笛卡尔积和连接条件，学会用 LEFT JOIN 处理可选关系，用子查询嵌套查询逻辑，用 EXISTS 检查存在性，用 UNION 合并结果集。

学习路径

按顺序阅读以下文章，每篇包含讲解、示例和练习：

1. INNER JOIN：内连接与笛卡尔积
   理解表连接的基础，掌握 INNER JOIN 和 ON 条件。

2. LEFT JOIN 与 RIGHT JOIN：外连接
   处理可选关系，理解 NULL 在外连接中的作用。

3. 子查询：WHERE、FROM 与 SELECT 中的子查询
   在查询中嵌套查询，理解标量、行、表子查询。

4. EXISTS 与 IN：存在性检查
   高效检查关联数据是否存在，理解 EXISTS 与 IN 的差异。

5. UNION 与集合操作：合并结果
   合并多个查询结果，理解 UNION、INTERSECT、EXCEPT。

关键概念

表连接组合多表数据

关系数据库将数据分散在多个表中（范式化），通过 JOIN 重新组合：

-- 用户表
CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50)
);

-- 订单表
CREATE TABLE orders (
    id INT PRIMARY KEY,
    user_id INT,
    amount DECIMAL(10, 2)
);

-- 连接两表
SELECT users.name, orders.amount
FROM users
JOIN orders ON users.id = orders.user_id;

INNER JOIN vs LEFT JOIN

• INNER JOIN：只返回两表都匹配的行
• LEFT JOIN：返回左表所有行，右表不匹配时为 NULL

-- INNER：只返回有订单的用户
SELECT users.name, COUNT(orders.id) AS order_count
FROM users
INNER JOIN orders ON users.id = orders.user_id
GROUP BY users.name;

-- LEFT：返回所有用户，没有订单的显示 0
SELECT users.name, COUNT(orders.id) AS order_count
FROM users
LEFT JOIN orders ON users.id = orders.user_id
GROUP BY users.name;

子查询提供动态条件

子查询是嵌套在主查询中的查询：

-- 查询高于平均金额的订单
SELECT * FROM orders
WHERE amount > (SELECT AVG(amount) FROM orders);

EXISTS 检查存在性

EXISTS 比 IN 更高效（短路求值）：

-- 查询有订单的用户
SELECT * FROM users
WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM orders WHERE orders.user_id = users.id);

UNION 合并结果集

UNION 垂直合并多个查询结果：

SELECT name FROM customers
UNION
SELECT name FROM suppliers;

前置知识

• 掌握 SELECT、WHERE、GROUP BY（第一、二章）
• 理解主键和外键的概念
• 能够创建关联表

后续章节

完成本章后，继续学习：

• 第四章：窗口函数与高级查询
  学习窗口函数、CTE、递归查询。

• 第五章：事务与隔离
  理解事务、ACID、隔离级别。

练习答案

本章所有练习的答案和详细解释：第三章练习答案

深入阅读

为什么需要表连接？

关系数据库遵循范式化原则，避免数据冗余。用户信息存在 users 表，订单信息存在 orders 表，通过外键关联。JOIN 在查询时重新组合数据，兼顾存储效率和查询灵活性。

笛卡尔积是什么？

没有连接条件的 JOIN 会产生笛卡尔积：每个左表行与每个右表行组合。如果 users 有 100 行，orders 有 1000 行，笛卡尔积会产生 100,000 行！ON 条件限制了组合规则。

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