SQL JOIN 連接查詢全圖解：從 CROSS JOIN 到 NATURAL JOIN 的選型指南

連接查詢是 SQL 核心。本文以 orders（訂單）與 customers（客戶）為例，系統梳理 7 大連接類型、語法差異、結果集差異與選型決策樹。

一、交叉連接 CROSS JOIN

笛卡爾積，無 ON 條件。隱式（舊語法）與顯式結果相同：

-- 隱式
SELECT o.id, o.order_number, c.id, c.name
FROM orders o, customers c
WHERE o.id = 1;

-- 顯式
SELECT o.id, o.order_number, c.id, c.name
FROM orders o CROSS JOIN customers c
WHERE o.id = 1;

⚠ 極少直接使用，通常作為其他連接的理論基礎。

二、內連接 INNER JOIN

僅回傳符合連接條件的列。隱式/顯式語法：

-- 隱式
SELECT o.id, o.order_number, c.id, c.name
FROM customers c, orders o
WHERE c.id = o.customer_id;

-- 顯式（推薦）
SELECT o.id, o.order_number, c.id, c.name
FROM customers c INNER JOIN orders o ON c.id = o.customer_id;

顯式語法將「連接條件」與「過濾條件」分離，可讀性高、易維護。

三、外連接 OUTER JOIN

保留一方（或雙方）不符合條件的列，缺補 NULL。

-- 左外：所有訂單，無客戶資訊則 NULL
SELECT o.id, o.order_number, c.id, c.name
FROM orders o LEFT JOIN customers c ON c.id = o.customer_id;

-- 右外：所有客戶，無訂單則 NULL
SELECT o.id, o.order_number, c.id, c.name
FROM orders o RIGHT JOIN customers c ON c.id = o.customer_id;

-- 全外：MySQL 不支援，可用 UNION 模擬
SELECT ... FROM orders o LEFT JOIN customers c ON ...
UNION
SELECT ... FROM orders o RIGHT JOIN customers c ON ...;

關鍵陷阱：WHERE vs ON 位置

-- 情況 A：WHERE 過濾中間表（正確）
SELECT * FROM orders o LEFT JOIN customers c ON c.id = o.customer_id
WHERE o.order_number <> 'mike_order001';

-- 情況 B：條件寫在 ON 後（語意改變！）
SELECT * FROM orders o LEFT JOIN customers c ON c.id = o.customer_id
  AND o.order_number <> 'mike_order001';

情況 B 會導致「不符合條件的訂單」仍被保留（客戶欄位為 NULL），而非過濾掉。**鐵律：ON 只寫連接條件，WHERE 寫業務過濾。**

四、自然連接 NATURAL JOIN

自動比對同名欄位，無需 ON，不建議生產使用（欄位更名即破壞邏輯）。

五、聯合連接 UNION JOIN

極罕見，回傳「全外連接減去內連接」的差異列。Oracle/MySQL 不支援，可用 FULL JOIN ... EXCEPT INNER JOIN ... 模擬。

六、查詢執行原理（優化理論基礎）

1. 單表：WHERE 過濾 → 形成中間表 → SELECT 投影
2. 雙表：笛卡爾積 → ON/連接類型過濾 → 中間表 → WHERE 過濾 → SELECT 投影
3. 多表：遞歸雙表邏輯，逐個加入

七、連接類型選型決策樹

八、混合連接實戰範例

SELECT t1.c1, t2.cx, t3.cy
FROM tab1 t1
INNER JOIN tab2 t2 ON t1.c1 = t2.c2
INNER JOIN tab3 t3 ON t1.c1 = t3.c3
LEFT JOIN tab4 t4 ON t2.c2 = t4.c3
WHERE t1.x > t3.y;

多表混合連接時，**建議先寫核心 INNER JOIN 鏈，再 LEFT JOIN 附屬表**，順序影響執行計畫，必要時用括號或 Hint 強制順序。