【新人教育 資料】第9章 SQLへの道 〜結合編〜

#【新人教育 資料】第9章 SQLへの道 〜結合編〜
## あらすじ
新人がいっぱい入ってくる。新人のレベルもバラバラ。教育資料も古くなっているので、更新しましょう。
どうせなら、公開しちゃえばいいじゃん。という流れになり、新人教育用の資料を順次更新していくことにしました。

※後々、リクエストに応じて更新することが多いのでストックしておくことをおすすめします。

自分は[TEMONA株式会社](http://temona.co.jp/)でCTOをしていますが、頭でっかちに理論ばっかり学習するよりは、イメージがなんとなく掴めるように学習し、実践の中で知識を深めていく方が効率的に学習出来ると考えています。

※他の登壇やインタビュー記事は[Wantedly](https://www.wantedly.com/users/105935)から見てください。


教育スタイルとしては正しい事をきっちりかっちり教えるのではなく、未経験レベルの人がなんとなく掴めるように、資料を構成していきます。

以下のようなシリーズネタで進めます。

|No.|記事|
|:-----------|-----------|
|1|[【新人教育 資料】第1章 SQLへの道 〜DB編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/9b70e506150888e190be)|
|2|[【新人教育 資料】第2章 SQLへの道 〜3値論理編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/9c10410b50f8fcc2ba79)|
|3|[【新人教育 資料】第3章 SQLへの道 〜基本数学編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/08e405a9c58cc203d016)|
|4|[【新人教育 資料】第4章 SQLへの道 〜SQL基本操作編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/0f742158caf0fdb533e3)|
|5|[【新人教育 資料】第5章 SQLへの道 〜絞込編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/dca5aa9c155292f1c6ea)|
|6|[【新人教育 資料】第6章 SQLへの道 〜ソート編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/8cad032aa035dc1cdbc0)|
|7|[【新人教育 資料】第7章 SQLへの道 〜集合関数（SUM、MAX、MIN、AVG、COUNT）編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/85918c8508dddf19586f)|
|8|[【新人教育 資料】第8章 SQLへの道 〜グループ編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/f74228615982932c914b)|
|9|[【新人教育 資料】第9章 SQLへの道 〜結合編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/3ba154429973a4ddc9e0)|

では、今回もはじめていきましょう！

# テーブルの結合について

[【新人教育 資料】第5章 SQLへの道 〜絞込編〜](http://qiita.com/devopsCoordinator/items/dca5aa9c155292f1c6ea)
で使ったデータを元に話を進めます。
導入されていない方は下記のレポジトリをForkして、Readmeを参考に環境構築をしてください。
https://github.com/TEMONA/mysql_study

※全てにおいて自己責任でお願いします。
リレーショナルデータベースにおいてテーブルの結合とは、２つのデータベーステーブル（以下、テーブル）を、共通列の紐付けにより１つのテーブルとして扱う事を言います。


テーブルの結合には幾つかのパターンがあり、それぞれの挙動が違いますので解説していきます。

今回は、UsersテーブルのidとOrdersテーブルのuser_idを基に紐付けを行い、テーブルの結合を行います。

Users
![sample_users.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/39aec9f8-3585-423d-e4b6-bf90f7d1530f.png)

Orders
![sample_orders.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/2c80e36d-6966-3a82-9aa7-1b23eb8d9e55.png)


## 内部結合
まず、内部結合を説明します。

内部結合とは、２つのテーブルを結合しデータを取得する方法において、共通列が一致するレコード"のみ" 取得する方法が内部結合になります。

ここでは、内部結合を行うためのINNER JOIN句について解説します。

INNER JOIN句を使う為のSQLは、下記の通りとなります。

```SQL
SELECT
  テーブルA.カラム1,
  テーブルB.カラム1,
  ......
FROM
  テーブルA
  INNER JOIN テーブルB ON テーブルA.カラム2 = テーブルB.カラム2
```

内部結合では、FROM句で指定したテーブルAと、結合するテーブルBをINNER JOIN句で指定します。

そして、テーブル同士の紐付け条件としてON句を利用し、共通列となるテーブルA.カラム2、テーブルB.カラム2を指定し紐付けを行う事でテーブルが結合されます。

サンプルデータを用いて実際にSQLを組むと、次の通りになります。

![inner_join.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/5f3138f3-28a4-d9f2-e1c1-08e41abcd713.png)

内部結合を表で表すと

![内部結合.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/8216ef26-e79a-bdca-ce73-8ed186f30633.png)


このように、Users.idとOrders.user_idが一致するレコード以外は結合テーブルが作成された際に、除外されている事が解ります。


<img width="267" alt="内部結合（ベン図）.png" src="https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/40dce3b1-ded3-2b0e-4ccb-47ec6a97a3a2.png">


ベン図では、互いに一致しているレコードが結合テーブルの対象になる事を示しています。








## 外部結合
ここからは、外部結合を行う為のLEFT/RIGHT/FULL/CROSS JOIN句について解説します。

内部結合と外部結合の違いとして

内部結合　：　指定された共通列で、紐付いているレコード”のみ” で結合テーブルが作成される

外部結合　：　指定された共通列で、紐付いているレコード”以外” も結合テーブルとして作成される

といった点に違いが表れます。


## 左外部結合
LEFT JOIN句を使う為のSQLは、下記の通りとなります。

```SQL
SELECT
  テーブルA.カラム1,
  テーブルB.カラム1,
  ......
FROM
  テーブルA
  LEFT OUTER(省略可) JOIN テーブルB ON テーブルA.カラム2 = テーブルB.カラム2
```

左外部結合では、FROM句で指定したテーブルAと、結合するテーブルBをLEFT JOIN句で指定します。

テーブル同士の紐付け条件は、内部結合と同様にON句を利用し、共通列となるテーブルA.カラム2、テーブルB.カラム2を指定し紐付けを行います。

サンプルデータを用いて実際にSQLを組むと、次の通りになります。

![left_join.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/4afda52c-7c56-5484-70e7-26bc35fe7e52.png)

左外部結合を表で表すと
![左外部結合.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/8bc3f2a3-046e-4336-b670-8b4142eacbc7.png)

このように、Users.idとOrders.user_idが一致するレコード以外は結合テーブルが作成された際に、NULLとして扱われている事が解ります。

![左外部結合（ベン図）.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/d0d3604d-4214-bec3-9735-3c552d8ae255.png)

ベン図では、Usersテーブルを基として、互いに一致しているレコードは結合、一致していないレコードはNULLとして結合テーブルの対象になる事を示しています。

## 右外部結合
右外部結合では、

```SQL
SELECT
  テーブルA.カラム1,
  テーブルB.カラム1,
  ......
FROM
  テーブルA
  RIGHT OUTER(省略可) JOIN テーブルB ON テーブルA.カラム2 = テーブルB.カラム2
```
このように記載します。

右外部結合では、左外部結合とは反対で、RIGHT JOIN句で指定したテーブルBを基に、FROM句で結合するテーブルAをで指定します。

テーブル同士の紐付け条件は、左外部結合と同様にON句を利用し、共通列となるテーブルA.カラム2、テーブルB.カラム2を指定し紐付けを行います。

サンプルデータを用いて実際にSQLを組むと、次の通りになります。

![right_join.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/2555c72c-152d-70e9-f7ba-7b6f49fbaad3.png)


右外部結合を表で表すと
![右外部結合.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/461c6a80-ce1b-b37e-18ce-72a3e326efc0.png)


このように、Orders.user_idとUsers.idが一致するレコード以外は結合テーブルが作成された際に、NULLとして扱われている事が解ります。

![右外部結合（ベン図）.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/3d681341-5952-b604-ef87-138043d483f5.png)


ベン図では、Ordersテーブルを基として、互いに一致しているレコードは結合され、一致していないレコードはNULLとして結合される事を示しています。

左外部結合は、LEFT JOIN句を中心に見て左のテーブル名を基として結合を行いますが、

右外部結合では、RIGHT JOIN句を中心に見て右のテーブル名を基として結合が行われますので、利用する際は注意が必要です。

## 完全外部結合
完全外部結合では、

```SQL
SELECT
  テーブルA.カラム1,
  テーブルB.カラム1,
  ......
FROM
  テーブルA
  LEFT OUTER(省略可) JOIN テーブルB ON テーブルA.カラム2 = テーブルB.カラム2
UNION
SELECT
  テーブルA.カラム1,
  テーブルB.カラム1,
  ......
FROM
  テーブルA
  RIGHT OUTER(省略可) JOIN テーブルB ON テーブルA.カラム2 = テーブルB.カラム2
```

または、

```SQL
SELECT
  テーブルA.カラム1,
  テーブルB.カラム1,
  ......
FROM
  テーブルA
  FULL OUTER(省略可) JOIN テーブルB ON テーブルA.カラム2 = テーブルB.カラム2
```

このように記載します。

データベースによっては、FULL JOINが利用出来ない事もあるので、利用しているデータベースに併せて使い分けて下さい。

完全外部結合は、サンプルのSQLを見て頂くと解る通り、左外部結合と右外部結合の機能を併せ持っています。

テーブル同士の紐付け条件は、左/右外部結合と同様にON句を利用し、共通列となるテーブルA.カラム2、テーブルB.カラム2を指定し紐付けを行います。

サンプルデータを用いて実際にSQLを組むと、次の通りになります。

（MySQLではFULL JOINが利用できない為、UNIONのSQLを使用した結果をサンプルとしています。）

![full_join.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/b346eeae-a463-028d-8b1f-7e7612b9f5a5.png)

完全外部結合を表で表すと
![完全外部結合.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/a41be0e3-6002-9022-5f65-f4e2522fbaa7.png)


このように、Users.idとOrders.user_idが一致するレコードは結合テーブルとして作成され、一致しなかったレコードは結合テーブルが作成された際に、NULLとして扱われている事が解ります。


![完全外部結合（ベン図）.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/8984f3fe-11d8-6e61-f35d-ba4f8efb7f8f.png)


ベン図では、Users/Ordersテーブル両方を基として、互いに一致しているレコードは結合され、一致していないレコードはNULLとして結合される事を示しています。

## クロス結合
クロス結合では、

```SQL
SELECT
  テーブルA.カラム1,
  テーブルB.カラム1,
  ......
FROM
  テーブルA
  CROSS OUTER(省略可) JOIN テーブルB
```

このように記載します。

他の結合と違い、ON句の指定を行っていなくてもSQLは実行可能です。

そして、クロス結合を行う時はON句を指定しないケースが多いのではないかと思います。

（ON句を指定すると、共通列が一致したレコード”のみ”で結合テーブルが作成されるので、クロス結合で結合テーブルを作成する必要がありません）

<img width="318" alt="cross_join.png" src="https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/c1fa18c1-d917-2f31-2287-56e71ce90f22.png">


クロス結合を表で表すと

![クロス結合.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/74153/8b3029e0-22f3-e03d-ccf2-cf79ea899a2f.png)


このようにON句を指定していないので、FROM句のUsersテーブルを基にして、CROSS JOIN句のOrdersに登録されているレコード分（Usersレコード数 ｘ Ordersレコード数）を結合テーブルとして作成されます。

## 演習

- UsersからOrdersへの左外部結合を行い、一致しなかったレコードを取得
- Usersのid = 1のみを基にしてOrdersとの左外部結合を行い、全レコードを取得
- UsersとOrdersで右外部結合を行い、Orders.user_idが10以上を条件にしてレコードを取得
- クロス結合にて、ON句を使用するパターンと使用しないパターンで発生する差異を確認

# あとがき
今回の結合編は以上となります。毎日コツコツと書き続けて公開しようと思っていましたが
ここ数日ノロウィルスで寝込んでいました。皆様もお気をつけください