SQL 连接

SQL 连接按条件组合两个关系中的行。等值连接为每个左行配上所有比较结果为 TRUE 的右行，连接类型再决定未匹配行是否保留。重复键可能使结果成倍增加，没有匹配的行则被丢弃或补 NULL。

连接按行配对，不按不同键值配对。同一个键左侧三行、右侧三行，就有九种组合；这通常不是数据库重复输出，而是条件允许这些组合。

SQL 连接如何工作

例如按部门号连接员工和办公室：

SELECT e.employee, e.dept_id, o.dept_id, o.city
FROM employees AS e
LEFT JOIN offices AS o
  ON e.dept_id = o.dept_id;

对非 NULL 键 k，左组为 L_k，右组为 R_k，匹配行数为 |L_k| × |R_k|。这里遵循多重集语义，同键的两行仍是两行，不自动去重。

• INNER JOIN 只保留匹配组合。
• LEFT JOIN 还保留未匹配左行，右列补 NULL。
• FULL OUTER JOIN 进一步保留未匹配右行，左列补 NULL。

这是逻辑结果规则。数据库可用嵌套循环、哈希、归并、索引查找等物理计划产生同样的行，SQL 不承诺必须逐格构造配对矩阵。

SQL 连接逐步演示

默认 employees 有 Ada/10、Bo/20、Cy/30、Dee/40。offices 有 10 下的 NYC、London，30 下的 Paris，50 下的 Tokyo。查询使用 LEFT JOIN。

1. Ada 的 10 匹配两个办公室，1 × 2 = 2，输出 (Ada, 10, 10, NYC)、(Ada, 10, 10, London)，不会强制只选一个。
2. Bo 的 20 无匹配，保留 (Bo, 20, NULL, NULL)。
3. Cy 的 30 有一个匹配，输出 (Cy, 30, 30, Paris)。
4. Dee 的 40 无匹配，输出 (Dee, 40, NULL, NULL)。
5. Tokyo 只有右侧键 50，LEFT JOIN 不保护它，因此不输出。

最终五行：三个匹配组合，加两个左侧缺口。画面按源表的讲解顺序展示；没有 ORDER BY 的 SQL 不保证这个返回顺序。

结果行数为何增加

默认 INNER JOIN 有三行，LEFT JOIN 加 Bo、Dee 后五行，FULL OUTER JOIN 再加 Tokyo 后六行。多对多预设中，三个员工和三个办公室共用键 10，单组就贡献 3 × 3 = 9 行，可能超过任一输入大小。

排查时先数两侧每个键的行数，不要先加 DISTINCT。左 12、右 8 就是 96 个组合，去重可能掩盖缺失约束或 ON 条件不完整。

• 需要所有合格左右组合，用连接。
• 只问是否存在匹配，用 EXISTS。
• 每个左行只应对应一个右行，就明确是哪一个：唯一约束、更严格条件、排名或聚合，SQL 不会猜。
• 左侧缺口要保留用 LEFT，只保留匹配用 INNER，两侧缺口都需要才用 FULL OUTER。

边界情况

• 无重叠键：INNER 零行，LEFT 保留左侧，FULL 保留两侧并补 NULL。
• 普通 = 下，NULL = NULL 为 unknown 而非 TRUE，两空键不匹配。
• 同键左两行右四行，贡献八行，各自独立参加。
• 同键多行都未匹配，外连接逐行保留，不压成一个占位。
• 数据库方言支持不同，使用 FULL OUTER JOIN 或等价改写前需确认目标语法。

常见错误

• 预期每键一行，实际单位是满足条件的行对。
• 先 DISTINCT，再查乘法来源，抹掉数据约束和条件缺失的证据。
• LEFT JOIN 后写 WHERE o.city = 'Paris'，补 NULL 行会被该条件排除，效果可能变成内连接。若条件用于决定匹配，应放在 ON；若用于筛选最终结果，才放 WHERE。
• 期待 NULL 用等号匹配 NULL，意图如此时应使用目标数据库的空值安全比较。
• 把显示顺序当连接语义，排序由 ORDER BY 指定。
• 把逻辑配对矩阵当性能轨迹，优化器可以不物化它。

模型范围

本课展示等值连接、多重集、未匹配行保留和 NULL 补列。省略投影重写、条件下推、索引、基数估计、计划选择、事务可见性、排序规则、物理连接算法。这些决定如何找行，当前课程先固定三类连接的逻辑结果。