【MySQL】高级查询技巧 JOIN、GROUP BY、ORDER BY、UNION 应用案列解析

🕗 发布于 2025-01-17 23:55 数据库 mysql 运维 database bigdata

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🏅个人专栏：《MySQL技术精粹》🏅

🔖行路有良友，便是天堂🔖

一、引言

1、MySQL起源

MySQL 是一款广泛使用的开源关系型数据库管理系统（RDBMS），它最初由瑞典公司 MySQL AB 开发。MySQL 以其高效性、可靠性、开放源代码等特点广受开发者和企业的欢迎。它作为一个流行的数据库系统，广泛用于网站开发、企业应用、数据仓库等领域。

2、MySQL应用场景

Web 应用开发：

MySQL 是 LAMP（Linux、Apache、MySQL、PHP/Perl/Python）和 WAMP（Windows、Apache、MySQL、PHP/Perl/Python）等流行开发堆栈的一部分。
它被广泛用于支撑网站和网络应用程序，例如博客平台、内容管理系统（CMS）、电子商务网站等。

在线事务处理（OLTP）系统：

适用于需要频繁进行插入、更新和查询操作的应用，如银行系统、股票交易系统等。
MySQL 提供了 ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）特性以确保数据的完整性和可靠性。

数据分析与报告：

虽然 MySQL 主要是一个 OLTP 数据库，但它也可以用于轻度的数据分析工作，如生成报表或执行简单的聚合查询。
对于更复杂的数据分析任务，通常会将数据导出到专门的数据仓库中。

分布式应用：

MySQL 支持主从复制和集群技术，可以在分布式的环境中提供高可用性和容错能力。
这对于需要跨多个地理位置运行的服务非常重要。

云服务：

MySQL 可以部署在云平台上，作为即服务（DBaaS）提供给用户，方便快捷地创建和管理数据库实例。
例如，阿里云、AWS、Google Cloud 等都提供了基于 MySQL 的云数据库服务。

移动应用后端：

移动应用经常需要连接到服务器端数据库来存储用户信息、设置、游戏进度等。
MySQL 经常用作这些应用的后端数据库解决方案。

二、MySQL高级查询技巧

1、连接查询（JOIN）

在 MySQL 中，连接查询（JOIN）是一种非常强大的查询工具，它允许我们从两个或更多的表中检索数据，并将它们基于某些条件组合成一行。JOIN 是处理关系型数据库中多个表之间关系的核心功能之一。通过连接查询，我们可以实现复杂的数据提取，合并多个表的数据。

连接查询的基本概念
连接查询有不同的类型，最常见的几种类型有：

INNER JOIN：内连接
LEFT JOIN (OUTER)：左外连接
RIGHT JOIN (OUTER)：右外连接
FULL JOIN (OUTER)：全外连接
CROSS JOIN：交叉连接

INNER JOIN - 内连接
内连接是最常用的连接类型，它返回两个表中符合连接条件的交集部分。如果两个表中的某行没有匹配的记录，那么这一行就不会出现在查询结果中。

语法：

SELECT columns
FROM table1
INNER JOIN table2 ON table1.column = table2.column;

示例：

假设有两个表：

employees（员工表），包括字段：employee_id, name, department_id
departments（部门表），包括字段：department_id, department_name

如果要查询每个员工及其所在的部门名称，可以使用内连接：

SELECT employees.employee_id, employees.name, departments.department_name
FROM employees
INNER JOIN departments ON employees.department_id = departments.department_id;

这个查询将返回所有在 employees 表和 departments 表中都存在的匹配记录。

LEFT JOIN (OUTER) - 左外连接
左外连接返回左边表（table1）中的所有记录，以及右边表（table2）中与之匹配的记录。如果右边表中没有匹配记录，那么查询结果中右边表的字段将返回 NULL。

语法：

SELECT columns
FROM table1
LEFT JOIN table2 ON table1.column = table2.column;

示例：

如果我们想要查询所有员工的名字以及他们的部门名称，即使有些员工没有分配部门，可以使用左连接：

SELECT employees.employee_id, employees.name, departments.department_name
FROM employees
LEFT JOIN departments ON employees.department_id = departments.department_id;

如果某个员工没有部门，那么 department_name 列将返回 NULL。

RIGHT JOIN (OUTER) - 右外连接
右外连接与左外连接类似，但它返回的是右边表（table2）中的所有记录，以及左边表（table1）中与之匹配的记录。如果左边表中没有匹配记录，那么左边表的字段将返回 NULL。

语法：

SELECT columns
FROM table1
RIGHT JOIN table2 ON table1.column = table2.column;

示例：

假设我们想查询所有部门及其员工，即使某些部门没有员工，我们可以使用右连接：

SELECT employees.employee_id, employees.name, departments.department_name
FROM employees
RIGHT JOIN departments ON employees.department_id = departments.department_id;

如果某个部门没有员工，那么 employee_id 和 name 列将返回 NULL。

FULL JOIN (OUTER) - 全外连接
全外连接返回左右两个表中的所有记录，如果没有匹配的记录，则填充 NULL。MySQL 本身并不直接支持 FULL JOIN，但是我们可以通过组合 LEFT JOIN 和 RIGHT JOIN 来模拟全外连接。

语法（模拟）：

SELECT columns
FROM table1
LEFT JOIN table2 ON table1.column = table2.column
UNION
SELECT columns
FROM table1
RIGHT JOIN table2 ON table1.column = table2.column;

示例：

模拟全外连接查询员工和部门表中的所有记录：

SELECT employees.employee_id, employees.name, departments.department_name
FROM employees
LEFT JOIN departments ON employees.department_id = departments.department_id
UNION
SELECT employees.employee_id, employees.name, departments.department_name
FROM employees
RIGHT JOIN departments ON employees.department_id = departments.department_id;

这个查询将返回所有员工和所有部门，无论是否有匹配记录。

CROSS JOIN - 交叉连接
交叉连接返回两个表的笛卡尔积，即 table1 中的每一行都会与 table2 中的每一行组合。交叉连接没有 ON 子句，它会返回 table1 行数乘以 table2 行数的结果。

语法：

SELECT columns
FROM table1
CROSS JOIN table2;

示例：

假设有 colors 表和 sizes 表，colors 表有三种颜色（Red, Green, Blue），sizes 表有两种尺寸（Small, Medium）。交叉连接将返回每个颜色与每个尺寸的组合。

SELECT colors.color, sizes.size
FROM colors
CROSS JOIN sizes;

这个查询将返回：

Red Small
Red Medium
Green Small
Green Medium
Blue Small
Blue Medium

2、分组查询（GROUP BY）

在 MySQL 中，分组查询（GROUP BY）是一个非常常见且强大的操作，用于将结果集按照某一列或多列进行分组。分组查询通常与聚合函数（如 COUNT()、SUM()、AVG()、MAX()、MIN() 等）结合使用，用于计算每个分组的统计信息。

GROUP BY 基本语法
基本的 GROUP BY 语法如下：

SELECT column1, column2, ..., aggregate_function(columnN)
FROM table
WHERE condition
GROUP BY column1, column2, ...;

column1, column2, ... 是你希望进行分组的字段。
aggregate_function(columnN) 是一个聚合函数，用于对每个分组的数据进行计算（如 COUNT(), SUM(), AVG() 等）。
WHERE 子句可用于在分组前筛选数据。
GROUP BY 子句指定按照哪些列进行分组。

GROUP BY 的常见聚合函数

COUNT(): 计算分组中的行数。
SUM(): 计算某列的总和。
AVG(): 计算某列的平均值。
MAX(): 返回某列中的最大值。
MIN(): 返回某列中的最小值。

GROUP BY 示例
基本示例：统计每个部门的员工人数
假设有一个 employees（员工表）如下：

如果我们要统计每个部门的员工数量，可以使用 GROUP BY 和 COUNT() 函数：

SELECT department_id, COUNT(*) AS employee_count
FROM employees
GROUP BY department_id;

结果：

使用多个列进行分组：统计每个部门和职位的员工数量
假设 employees 表中还包含 job_title 字段。如果要查询每个部门和职位的员工数量，可以使用多个字段进行分组：

SELECT department_id, job_title, COUNT(*) AS employee_count
FROM employees
GROUP BY department_id, job_title;

结果：

聚合函数：求每个部门的平均工资
假设在 employees 表中还有一个 salary（工资）字段，查询每个部门的平均工资：

SELECT department_id, AVG(salary) AS average_salary
FROM employees
GROUP BY department_id;

结果：

3、排序查询（ORDER BY）

在 MySQL 中，排序查询（ORDER BY）用于对查询结果进行排序。排序操作可以基于一个或多个列进行，并且可以选择升序（ASC）或降序（DESC）排序。默认情况下，ORDER BY 会按照升序排序。

基本语法

SELECT column1, column2, ...
FROM table
ORDER BY column1 [ASC|DESC], column2 [ASC|DESC], ...;

column1, column2, ...：指定排序的列，可以是一个或多个列。
ASC：升序排序（默认值）。
DESC：降序排序。

单列排序
假设有一个 employees 表，如下所示：

按工资升序排序：

SELECT employee_id, name, salary
FROM employees
ORDER BY salary ASC;

结果：

使用 ORDER BY 排序日期列
如果列是日期类型，ORDER BY 也会按照日期的顺序进行排序。

按雇佣日期升序排序：

SELECT employee_id, name, hire_date
FROM employees
ORDER BY hire_date ASC;

结果：

4、联合查询（UNOIN）

在 MySQL 中，联合查询（UNION）用于将两个或多个查询的结果集合并为一个结果集。UNION 会将不同查询的结果合并，并去掉重复的行。如果你希望保留所有的行（包括重复的行），可以使用 UNION ALL。

需要注意的是，UNION 和 JOIN 是两种不同的操作，UNION 用于将结果集按行合并，而 JOIN 用于在多个表之间按列关联数据。

UNION 基本语法

SELECT column1, column2, ...
FROM table1
WHERE condition
UNION
SELECT column1, column2, ...
FROM table2
WHERE condition;

每个查询的列数必须相同，而且相应列的数据类型应当兼容。
UNION 默认会去掉重复的记录。如果需要保留重复记录，使用 UNION ALL。

UNION 示例
假设有两个表 employees 和 contractors，他们都有 name 和 salary 字段。

基本联合查询
我们想将 employees 和 contractors 表的 name 和 salary 合并成一个结果集：

SELECT name, salary FROM employees
UNION
SELECT name, salary FROM contractors;

结果：

去重：UNION 会自动去除重复的记录。例如，如果 employees 和 contractors 表中有重复的名字（如相同的 name 和 salary），它们只会显示一次。

保留重复记录（使用 UNION ALL）
如果我们希望保留重复的记录，可以使用 UNION ALL：

SELECT name, salary FROM employees
UNION ALL
SELECT name, salary FROM contractors;

结果：

如果 employees 和 contractors 表中的某些记录完全相同，它们会在结果集中出现多次。

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