Sentencia JOIN en SQL

miniaturadeimagen|400x400px|Joins del SQL y sus representaciones como diagramas de Venn

La sentencia JOIN (unir, combinar) de SQL permite combinar registros de una o más tablas en una base de datos. En el Lenguaje de Consultas Estructurado (SQL) hay tres tipos de JOIN: interno, externo y cruzado. El estándar ANSI del SQL especifica cinco tipos de JOIN: INNER, LEFT OUTER, RIGHT OUTER, FULL OUTER y CROSS. Una tabla puede unirse a sí misma, produciendo una auto-combinación, SELF-JOIN.

Matemáticamente, JOIN es composición relacional, la operación fundamental en el álgebra relacional, y, generalizando, es una función de composición.

Tablas de ejemplo

Todas las explicaciones que están a continuación usan las siguientes dos tablas para ilustrar el efecto de diferentes clases de uniones JOIN.

Empleado Apellido IDDepartamento Andrade 31 Jordán 33 Steinberg 33 Róbinson 34 Zolano 34 Gaspar 36

Departamento NombreDepartamento IDDepartamento Ventas 31 Ingeniería 33 Producción 34 Mercadeo 35

La tabla Empleado contiene los apellidos de los empleados junto al número del departamento al que pertenecen, mientras que la tabla Departamento contiene los nombres de los departamentos de la empresa.

Existen empleados que tienen asignado un número de departamento que no se encuentra en la tabla Departamento (Gaspar). Igualmente, existen departamentos a los cuales no pertenece ningún empleado (Mercadeo). Esto servirá para presentar algunos ejemplos más adelante.

Combinación interna (INNER JOIN)

miniaturadeimagen|Diagrama de Venn representando el Inner Join, entre las tablas A y B, de una sentencia SQL

Con esta operación cada registro en la tabla A es combinado con los correspondientes de la tabla B que satisfagan las condiciones que se especifiquen en el predicado del JOIN. Cualquier registro de la tabla A o de la tabla B que no tenga uno correspondiente en la otra tabla es excluido, y solo aparecerán los que tengan correspondencia en la otra tabla. Este es el tipo de JOIN más utilizado, por lo que es considerado el tipo de combinación predeterminado.

SQL:2003 especifica dos formas diferentes para expresar estas combinaciones. La primera, conocida como explícita, usa la palabra JOIN junto con las condiciones después de la palabra reservada ON. La segunda es implícita y usa las comas para separar las tablas a combinar en la sentencia FROM, y se usa la sentencia WHERE para establecer las condiciones, la cual entonces es obligatoria para el INNER JOIN pues de lo contrario la sentencia sería un CROSS JOIN (ver más abajo).

Es necesario tener especial cuidado cuando se combinan columnas con valores nulos NULL, ya que el valor nulo no se combina con otro valor o con otro nulo, excepto cuando se le agregan predicados tales como IS NULL o IS NOT NULL.

Como ejemplo, la siguiente consulta toma todos los registros de la tabla Empleado y encuentra todas las combinaciones en la tabla Departamento. La sentencia JOIN compara los valores en la columna IDDepartamento en ambas tablas. Cuando no existe esta correspondencia entre algunas combinaciones, estas no se muestran; es decir, que si el número de departamento de un empleado no coincide con los números de departamento de la tabla Departamento, no se mostrará el empleado con su respectivo departamento en la tabla resultante.

Las dos consultas siguientes son similares y se realizan de manera explícita (A) e implícita (B).

Ejemplo de la sentencia INNER JOIN explícita:

SELECT * FROM empleado INNER JOIN departamento ON empleado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento

Ejemplo de la sentencia INNER JOIN implícita:

SELECT * FROM empleado, departamento WHERE empleado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento

Resultados:

Empleado Departamento Apellido IDDepartamento NombreDepartamento IDDepartamento Zolano 34 Producción 34 Jordán 33 Ingeniería 33 Róbinson 34 Producción 34 Steinberg 33 Ingeniería 33 Andrade 31 Ventas 31

El empleado Gaspar y el departamento de Mercadeo no son presentados en los resultados ya que ninguno de estos tiene registros correspondientes en la otra tabla. No existe un departamento con número 36 ni existe un empleado con número de departamento 35.

Theta Join A la combinación que utiliza comparaciones dentro del predicado JOIN se le llama theta-join. Se pueden hacer comparaciones de <, <=, =, <>, >= y >.

Ejemplo de combinación tipo theta:

SELECT * FROM empleado INNER JOIN departamento ON empleado.IDDepartamento < departamento.IDDepartamento

Las operaciones INNER JOIN puede ser clasificadas como de igualdad, naturales y cruzadas.

Equi-join

Es una variedad del theta-join que usa comparaciones de igualdad en el predicado JOIN. Cuando se usan otros operadores de comparación no se puede clasificar en este rango.

Ejemplo de combinación de igualdad:

SELECT * FROM empleado INNER JOIN departamento ON empleado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento

La tabla resultante presenta dos columnas llamadas IDDepartamento: una proveniente de la tabla Empleado y otra de la tabla Departamento.

SQL:2003 no tiene una sintaxis específica para esta clase de combinaciones.

Natural join

Es una especialización de la combinación de igualdad, anteriormente mencionada, que se representa por el símbolo ⋈. En este caso se comparan todas las columnas que tengan el mismo nombre en ambas tablas. La tabla resultante contiene sólo una columna por cada par de columnas con el mismo nombre.

Ejemplo de combinación natural:

SELECT * FROM empleado NATURAL JOIN departamento

El resultado es un poco diferente al del ejemplo de la tabla anterior, ya que esta vez la columna IDDepartamento se muestra sola una vez en la tabla resultante.

Empleado (campo común) Departamento Apellido IDDepartamento NombreDepartamento Zolano 34 Producción Jordán 33 Ingeniería Róbinson 34 Producción Steinberg 33 Ingeniería Andrade 31 Ventas

El uso de esta sentencia NATURAL puede producir resultados ambiguos y generar problemas si la base de datos cambia, porque al añadir, quitar o renombrar las columnas puede perder el sentido la sentencia; por esta razón es preferible expresar el predicado usando las otras expresiones nombradas anteriormente.

Combinación externa (OUTER JOIN)

Mediante esta operación no se requiere que un registro en una tabla tenga un registro relacionado en la otra tabla. El registro es mantenido en la tabla combinada aunque no exista el correspondiente en la otra tabla.

Existen tres tipos de combinaciones externas, el Left Join, el Right Join y el Full Join, donde se toman todos los registros de la tabla de la izquierda, o todos los de la tabla derecha, o todos los registros respectivamente.

LEFT JOIN

miniaturadeimagen|Diagrama de Venn representando el Left Join, entre las tablas A y B, de una sentencia SQL

El resultado de esta operación siempre contiene todos los registros de la tabla de la izquierda (la primera tabla que se menciona en la consulta), independientemente de si existe un registro correspondiente en la tabla de la derecha.

La sentencia LEFT JOIN retorna la pareja de todos los valores de la tabla izquierda con los valores de la tabla de la derecha correspondientes, si los hay, o retorna un valor nulo NULL en los campos de la tabla derecha cuando no haya correspondencia.

A diferencia del resultado presentado en los ejemplos de combinación interna donde no se mostraba el empleado cuyo departamento no existía, en el siguiente ejemplo se presentarán los empleados con su respectivo departamento, y adicionalmente se presenta un empleado cuyo departamento no existe.

El empleado que no tiene departamento se encuentra en el área amarilla del diagrama de la derecha, mientras que los empleados con departamento están en el área anaranjada, en la intersección de A y B.

Ejemplo de left join para la combinación externa:

SELECT * FROM empleado LEFT OUTER JOIN departamento ON empleado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento

Empleado Departamento Apellido IDDepartamento NombreDepartamento IDDepartamento Jordán 33 Ingeniería 33 Andrade 31 Ventas 31 Róbinson 34 Producción 34 Zolano 34 Producción 34 Gaspar 36 NULL NULL Steinberg 33 Ingeniería 33

LEFT JOIN excluyendo la intersección

miniaturadeimagen|Diagrama de Venn representando el Left Join, entre las tablas A y B, agregando una condición donde las claves de B son nulas

Si se quieren mostrar solo los registros de la primera tabla que no tengan correspondientes en la segunda, se puede agregar la condición adecuada en la cláusula WHERE. Esto nos dará los empleados que no estén asignados a ningún departamento, que en el diagrama de la derecha se representan en amarillo.

SELECT * FROM empleado LEFT OUTER JOIN departamento ON empleado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento WHERE departamento.IDDepartamento IS NULL

Empleado Departamento Apellido IDDepartamento NombreDepartamento IDDepartamento Gaspar 36 NULL NULL

RIGHT OUTER JOIN o RIGHT JOIN

miniaturadeimagen|Diagrama de Venn representando el Right Join, entre las tablas A y B, de una sentencia SQL

Esta operación es una imagen refleja de la anterior; el resultado de esta operación siempre contiene todos los registros de la tabla de la derecha (la segunda tabla que se menciona en la consulta), independientemente de si existe o no un registro correspondiente en la tabla de la izquierda.

La sentencia RIGHT OUTER JOIN retorna todos los valores de la tabla derecha con los valores de la tabla de la izquierda correspondientes, si los hay, o retorna un valor nulo NULL en los campos de la tabla izquierda cuando no haya correspondencia.

En el diagrama de la derecha, los departamentos que no tienen empleados están en el área verde mientras que los departamentos con empleados están en el área anaranjada, en la intersección de A y B.

Ejemplo de right join para la combinación externa:

SELECT * FROM empleado RIGHT OUTER JOIN departamento ON empleado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento

En este caso el área de Mercadeo fue presentada en los resultados, aunque aún no hay empleados registrados en dicha área.

RIGHT JOIN excluyendo la intersección

miniaturadeimagen|Diagrama de Venn representando el Right Join, entre las tablas A y B, agregando una condición donde las claves de A son nulas

Si se quieren mostrar solo los registros de la tabla de Departamento que no tengan correspondientes en la tabla de Empleado, se puede agregar la condición adecuada en la cláusula WHERE. Esto nos dará los departamentos que no tengan asignados ningún empleado. En el diagrama de la derecha, esto se representa en verde.

SELECT * FROM empleado RIGHT OUTER JOIN departamento ON empleado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento WHERE empleado.IDDepartamento IS NULL

Empleado Departamento Apellido IDDepartamento NombreDepartamento IDDepartamento NULL NULL Mercadeo 35

Equivalencia entre LEFT JOIN y RIGHT JOIN

miniaturadeimagen|Left Join equivalente al Right Join anterior

Hay una total equivalencia entre las sentencias que usan LEFT JOIN y las que usan RIGHT JOIN. Todo lo que se puede hacer con uno se puede hacer con el otro. Cambiando la perspectiva de cuál es la tabla izquierda y cuál es la tabla derecha, y teniendo cuidado con las condiciones, se puede hacer la sentencia equivalente.

Por ejemplo, hagamos el RIGHT JOIN anterior pero esta vez usando LEFT JOIN. En el RIGHT JOIN anterior se consideraba la tabla Empleado a la izquierda y la tabla de Departamento a la derecha. Para hacer un LEFT JOIN equivalente cambiamos de perspectiva y "volteamos" las tablas. Consideremos ahora la tabla de Departamento a la izquierda y la tabla de Empleado a la derecha. Podemos obtener exactamente el mismo resultado con la sentencia siguiente:

SELECT * FROM departamento

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