リレーショナルデータベース学習の難所、外部結合と内部結合の違いとは？

リレーショナルデータベースの表操作には、主に３つの操作があります。それは「選択（SELECTION）」「射影（PROJECTION）」「結合（JOIN）」です。

１．１　選択とは

選択とは、表（テーブル）の中から指定した条件に沿った「行（レコード）」を抽出する操作のことです。

上図のように社員一覧から開発課に所属する社員のレコードのみを抽出する場合、SQLは次のように書くことができます。

（※注１）「*」とは

「*」は「対象テーブルの全カラム名」を示します。今回は「社員番号, 氏名, 等級, 所属部署」と記載するのと同等の扱いになります。

１．２　射影とは

射影とは、表の中から指定した条件に沿った「列（カラム）」を抽出する操作のことです。

上図のように社員一覧から指名と所属部署に属するデータのみを抽出する場合、SQLは次のように書くことができます。

１．３　結合とは

結合とは、２つ以上の表（テーブル）を共通の値を持つ列（カラム）をキーに、くっつけて一つの表にしてしまうことです。

上図のように「所属部署」をキーに「社員一覧」と「部署マスタ」を結合する場合、SQLは次のように書くことができます。

対象となるテーブルが１つだけだった選択や射影と違い、結合の場合はどちらのテーブルに属するカラム名かを特定するために「テーブル名.カラム名」と書く必要があります。

ちなみに、社員一覧の「所属部署」と、部署マスタの「所属部署」は、それぞれカラム名が異なっていても結合することが可能です。さらにSELECTの後の要素の指定を「*」にした場合、FROMの後に書かれた順に全ての要素が羅列されます。

カラム名が異なり、かつ「*」を指定した場合は、次のようなSQLとその実行結果になります。

今回の記事ではこの「結合」をメインに、さらに掘り下げていきたいと思います。

２．１　内部結合とは

実は、前述した「結合（JOIN）」と「内部結合（INNER JOIN）」の実行結果は、全く同じになります。内部結合は記述を省略することが可能で、省略したものが先ほど「結合」の項目でご紹介した記述例のようなSQLになります。

なお内部結合（INNER JOIN）には、「指定したカラムの値が一致するレコードのみを抽出する」という特徴があります。つまり、どちらかにないレコードは抽出対象になりません。（もちろん同じ結果が得られる「結合」でも、一致しないレコードがあれば結果に抽出されないのは一緒です）

２．２　MySQLを使用する場合の内部結合の構文例

省略せずに内部結合としてきちんと記述した場合、次のようになります。（なお今回MySQLを例にとっていますが、このあたりは基本のため多くのRDBMSで同じ構文が使用可能です）

このように、「所属部署」の値が「部署マスタ」に存在しない「社員E」のレコードは、内部結合では抽出対象外になります。

３．１　外部結合とは

一致するもののみを対象とする内部結合に対し、外部結合は一致するものがないレコードも抽出対象とすることが可能です。

３．２　OUTER JOINはLEFT・RIGHT・FULLの３種類

外部結合には、「LEFT OUTER JOIN」と「RIGHT OUTER JOIN」「FULL OUTER JOIN」の３種類があります。

■LEFT OUTER JOINとは

LEFT OUTER JOINでは、２つのテーブルのうち「FROM」で指定した方のテーブルを基準として、「JOIN」で指定した方のテーブルのうち該当レコードをくっつけるという処理を行います。

■RIGHT OUTER JOINとは

RIGHT OUTER JOINでは、２つのテーブルのうち「JOIN」で指定した方のテーブルを基準として、「FROM」で指定した方のテーブルのうち該当レコードをくっつけるという処理を行います。テーブルの指定が逆になるだけ（テーブルを入れ替えたら同じ結果になる）なので、一般的にLEFT OUTER JOINを利用するケースが大半です。

■FULL OUTER JOINとは

FULL OUTER JOINでは、２つのテーブルにある全てのレコードを抽出対象とします。お互いに存在しない部分には、「NULL」が入ります。

３．３　MySQLを使用する場合の外部結合の構文例

■LEFT OUTER JOINの場合

LEFT OUTER JOINでテーブルを抽出するSQLを書くと、次のようになります。

このように「社員一覧」のレコードは全て抽出対象となり、取得できなかった「社員E」に対応する「部署コード」と「部署名称」の空欄は、NULLで埋められました。

■RIGHT OUTER JOINの場合

RIGHT OUTER JOINでテーブルを抽出するSQLは、LEFTをRIGHTに書き換えるだけです。

このように「部署マスタ」のレコードは全て抽出対象となり、取得できなかった「人事課」に対応する「社員番号」「氏名」「等級」の空欄は、全てNULLで埋めた結果が出力されました。

■FULL OUTER JOINの場合

FULL OUTER JOINでテーブルを抽出するSQLは、こちらもLEFTをFULLに書き換えるだけです。

このようにFULL OUTER JOINでは、「社員一覧」「部署マスタ」のレコードは全て抽出対象となります。取得できなかった項目には、LEFTやRIGHT同様にNULLで埋められた状態で出力されました。

これらの説明からお察しであると思いますが、内部結合と外部結合の違いをまとめると次のようになります。

業務でSQLを組んでいると、内部結合や外部結合の使い分けは必須になります。この機会にぜひ覚えておいてみて下さいね。