一、各种连接及其sql语言

1、自然连接：只考虑那些在两个关系模式中都出现的属性上取值相同的元组对 natural join、join...using

select A1,A2,...,An
from r1 natural join r2 natural join ... natural join rn
where P;
select name1, course_id
from instructor, teaches
where instructor.ID = teaches.ID;

等价于

select name1, course_id
from instructor natural join teaches；

### 但以下的一个例子却不等价 ###

前提：已知instructor和teaches自然连接包括属性（ID, name, dept_name, salary, course_id, sec_id）

           而course关系包含的属性是（course_id, title, dept_name, credits）

select name,title
from instructor natural join teaches, course
where teaches.course_id = course.course_id;
-- 列出教师的名字以及他们所讲授课程的名称

不等价于

select name1,title
from instructor natural join teaches natural join course;

原因：instructor、teaches和course三者自然连接包括属性（course_id, dept_name）

而instructor和teaches自然连接后，再让teaches与course根据属性course_id相同选出元组的结果，会忽略掉所有（course_id, dept_name）这样的对，因此两种查询结果不同

因此，为了发扬自然连接的优点，同时避免不必要的相等的属性带来的危险，引入了下面的构造形式 

select A1,A2
from r1 join r2 using (A1,A3); -- r1、r2为表名
join...using与自然连接相似，但可以指定用哪些属性进行匹配连接，在t1.A1 = t2.A1并且t1.A2 = t2.A2成立的前提下（t1、t2为元组），来自r1的元组t1和来自r2的元组t2就能匹配，即使r1和r2都具有名为A3的属性，也不需要t1.A3 = t2.A3成立

on条件：允许在参与连接的关系上设置通用的谓词，可表示任何SQL谓词

on中谓词的写法与where子句谓词类似；与using条件一样，on条件出现在连接表达式的末尾

使用带on条件的连接表达式的查询可以用不带on条件的等价表达式来替换，只需把on子句中的谓词移到where子句中即可
对外连接这类连接来说，on条件的表现与where条件是不同的
如果在on子句中指定连接条件，并在where子句中出现其余的条件，这样的SQL查询更易读
select *
from student join takes on student.ID = takes.ID;
 

2、外连接（outer join）：保留那些在连接中丢失的元组

左外连接：只保留出现在左外连接运算之前（左边）的关系中的元组
右外连接：只保留出现在右外连接运算之后（右边）的关系中的元组
全外连接：保留出现在两个关系中的元组
左（右）侧关系中不匹配右（左）侧关系任何元组的元组被添上空值并加入到结果中

select *
from student natural left outer join takes;
-- -----------------------------------------
select *
from takes natural right outer join student;
-- -----------------------------------------
-- 以上两个得到的结果是一样的，只不过结果中属性出现的顺序不同

在外连接中，on和where的表现是不同的。原因是外连接只为那些对相应内连接结果没有贡献的元组补上空值并加入结果。

select *
from student left outer join takes on student.ID = takes.ID;

不等价于

select *
from student left outer join takes on true
where student.ID = takes.ID;
 

3、内连接（inner join）：不保留未匹配元组的连接运算

join子句中没有使用outer前缀，默认连接类型是inner join，常规连接为内连接

select *
from student join takes using(ID);

等价于

select *
from student inner join takes using(ID);

类似地，natural join等价于natural inner join

4、附

任意的连接形式/类型（内连接、左外连接、右外连接、全外连接）可以和任意的连接条件（自然连接natural、using条件连接或on条件连接）进行组合

二、对连接的文字图表说明

1、数据表A、B

有两个表A和表B。表A结构如下： Aid：int；标识种子，主键，自增ID Aname：varchar 数据情况，即用select * from A出来的记录情况如下图1所示：

图1:A表数据

图2:B表数据

图3:连接关系图 

 
图4:内连接数据

 2.外连接：外连接分为两种，一种是左连接（Left JOIN）和右连接（Right JOIN）
 (1)左连接（Left JOIN）：即图3公共部分记录集C＋表A记录集A1。
 语句如下：select * from A Left JOIN B ON A.Aid=B.Bnameid 
运行结果如下图5所示：

图5:左连接数据     

说明：在语句中，A在B的左边，并且是Left Join，所以其运算方式为：A左连接B的记录=图3公共部分记录集C＋表A记录集A1
在图3中即记录集C中的存在的Aid为：2 3 6 7 8 
图1中即表A所有记录集A中存在的Aid为：1 2 3 4 5 6 7 8 9  
表A记录集A1中存在的Aid=(图1中即A表中所有Aid)-(图3中即记录集C中存在的Aid)，最终得出为：1 4 5 9  
由此得出图5中A左连接B的记录=图3公共部分记录集C＋表A记录集A1, 最终得出的结果图5中可以看出Bnameid及Bid非NULL的记录都为图3公共部分记录集C中的记录；Bnameid及Bid为NULL的Aid为1 4 5 9的四笔记录就是表A记录集A1中存在的Aid。
 
(2)右连接（Right JOIN）：即图3公共部分记录集C＋表B记录集B1。

语句如下：select * from A Right JOIN B ON A.Aid=B.Bnameid   运行结果如下图6所示：

图6:右连接数据 

说明： 在语句中，A在B的左边，并且是Right Join，所以其运算方式为：A右连接B的记录=图3公共部分记录集C＋表B记录集B1 
在图3中即记录集C中的存在的Aid为：2 3 6 7 8  
图2中即表B所有记录集B中存在的Bnameid为：2 3 6 7 8 11  
表B记录集B1中存在的Bnameid=(图2中即B表中所有Bnameid)-(图3中即记录集C中存在的Aid)，最终得出为：11  
由此得出图6中A右连接B的记录=图3公共部分记录集C＋表B记录集B1, 最终得出的结果图6中可以看出Aid及Aname非NULL的记录都为图3公共部分记录集C中的记录；Aid及Aname为NULL的Aid为11的记录就是表B记录集B1中存在的Bnameid。    

交叉连接：两张表联合没有条件情况下，条数 = 图1 * 图2

整理自：https://blog.csdn.net/zhsihui429/article/details/86526847

https://www.cnblogs.com/zkwarrior/p/9129393.html

【数据库】-- 各种连接的区别