【初心者でも分かる】SQLのテーブル結合！結合の種類や条件、書き方などの基本を徹底解説

SQLテーブル結合は、データベース操作の中核をなす重要な技術です。

テーブル結合を上手に使いこなすことでDBにおける作業効率がグンと上がりますし、特にデータベースエンジニアにとっては必須の知識ともなります。

この記事ではSQLテーブル結合の基礎から応用、結合の種類や書き方、特定のデータベースでの結合の違い、そしてよくあるトラブルとその対処法まで幅広く網羅的に解説していますので、ぜひ参考にしてみてください。

SQLテーブル結合とは

SQLテーブル結合は、データベース内の複数のテーブルから関連するデータを組み合わせて新たなデータセットを作成する方法です。

この技術はデータベース管理や分析において不可欠な技術であり、複数のデータソースからの情報を統合して整理するのに使用します。

結合の種類には、内部結合、外部結合、クロス結合などがあり、それぞれ異なるシナリオや要件に応じて活用されます。

ここでは、これらの結合の基本的な概念と特徴について解説していきます。

テーブル結合の種類とそれぞれの特徴

クロス結合（CROSS JOIN）

クロス結合は、一方のテーブルの各行を他方のテーブルの全行と結合する方法で、結果として得られるテーブルは両テーブルの行数の積になります。

この結合は、特定の結合条件を指定せず全ての可能な組み合わせを生成したい場合に使用されます。

例えば、商品テーブルと色テーブルをクロス結合すると、全ての商品に対して利用可能な全ての色の組み合わせが生成されます。

これは、商品の全色バリエーションを生成する際などに役立つでしょう。

外部結合（OUTER JOIN）

外部結合は、一方のテーブルにマッチするデータが他方のテーブルにない場合でも、そのデータを結果セットに含める方法です。

外部結合には「左外部結合（LEFT OUTER JOIN）」、「右外部結合（RIGHT OUTER JOIN）」、「完全外部結合（FULL OUTER JOIN）」の3種類があります。

例えば、左外部結合を使用すると、左側のテーブル（第一テーブル）の全ての行と、右側のテーブル（第二テーブル）のマッチする行が結果に含まれます。

右側のテーブルにマッチしない行の場合、その行の右側のテーブルの列はNULL値で埋められます。

これは顧客テーブルと注文テーブルを結合して、注文を行っていない顧客の情報も含めたい場合に有用です。

内部結合（INNER JOIN）

内部結合は、二つのテーブル間で共通のデータを持つ行のみを結合する方法です。

例えば、顧客テーブルと注文テーブルを結合して、注文を行った顧客の情報のみを取得する場合に使用できます。

この結合では、両方のテーブルに存在するデータのみが結果セットに含まれます。

自己結合（SELF JOIN）

自己結合（Self Join）は、同じテーブル内の行同士の関係性を比較し、関連付けるためのSQL操作です。この方法では、テーブルを2回以上参照して異なる行を結合します。通常、エイリアス（別名）を使用して、同じテーブルを複数回扱います。

自己結合を行う際には、比較対象となる行同士の関係を明確にするために条件を指定する必要があります。これにより、テーブル内の関連性や階層構造を正確に把握することができます。自己結合は、テーブル内でデータの関連性や階層を視覚化したい場合に非常に有効です。

具体的には、組織の階層構造や製品の部品関係など、同じテーブル内でのデータの比較や分析に役立ちます。

使用例

従業員テーブルがあり、各従業員が上司を持っています。自己結合を使って、各従業員とその上司の情報を取得します。

従業員テーブルのデータ

EmployeeID | Name | ManagerID

———–|———|———-

1 | tetu | NULL

2 | megu | 1

3 | takeshi | 1

4 | taro | 2

SQL文

SELECT E1.Name AS Employee, E2.Name AS Manager FROM Employees E1 LEFT JOIN Employees E2 ON E1.ManagerID = E2.EmployeeID;

検索結果

Employee | Manager

———|——–

tetu | NULL

megu | tetu

takeshi | tetu

taro | megu

SQLテーブル結合条件の設定方法

結合条件は、SQLにおいて異なるテーブル間でどのようにデータを結合するかを定義するルールです。

これは通常ON句を使用して指定され、結合するテーブルの共通のカラム（結合キー）に基づいています。

例えば、従業員テーブル(employees)と部署テーブル(departments)をdepartment_idで結合する場合、ON　employees.department_id = departments.department_idという形で結合条件を設定します。

この条件は、employeesテーブルのdepartment_idとdepartmentsテーブルのdepartment_idが一致するレコード同士を結合することを意味します。

また、複数の条件を組み合わせる場合はANDやORを使用して複雑な結合条件を構築することも可能です。

例えば、特定の部署に所属する特定の役職の従業員を検索する場合、ON employees.department_id = departments.department_id AND employees.position = 'Manager'のようにします。

このように結合条件を適切に設定することで、複数のテーブルから関連するデータを効率的に結合し、必要な情報を抽出することができます。

単一カラムの等価結合

等価結合（Single-Column Equi Join）は、SQLで2つのテーブルを結合する際に、共通のカラムに基づいて一致する行を結びつける方法です。この結合では、結合条件として使用するカラムが1つであり、このカラムの値が一致する行同士が結合されます。

つまり、単一カラムに基づく等価結合では、1つの共通カラムが一致することを条件にして、2つのテーブルのデータを結びつけます。

使用例

従業員テーブル（Employees）とプロジェクトテーブル（Projects）「DepartmentID」と「ProjectID」の2つのカラムを共有(キーコード)しています。これらのカラムに基づいて、従業員とプロジェクトを結びつけます。

従業員テーブル

EmployeeID | Name | DepartmentID | ProjectID

———–|——–|————–|———-

1 | Alice | 10 | 1001

2 | Bob | 20 | 1002

3 | Carol | 10 | 1002

4 | Dave | 20 | 1001

プロジェクトテーブル

ProjectID | DepartmentID | ProjectName ———-|————–|————

1001 | 10 | Project A

1002 | 10 | Project B

1003 | 20 | Project C

複数カラムの等価結合

等価結合は、SQLにおいて複数のカラムを基にして二つのテーブルを結合する手法です。この結合方法では、指定された複数のカラムすべての値が一致する行同士が結びつけられます。

これにより、テーブル間でのデータの関連性がより正確に反映され、複雑なデータの結合や詳細な分析が可能になります。

複数カラムの等価結合のSQL

SELECT E.Name AS EmployeeName, P.ProjectName FROM Employees E JOIN Projects P ON E.DepartmentID = P.DepartmentID AND E.ProjectID = P.ProjectID;

結果

EmployeeName | ProjectName

————-|————

Alice | Project A

Carol | Project B

非等価結合

非等価結合（Non-Equi Join）とは、テーブル間の結合条件として等号（=）ではなく、他の比較演算子（例：<, >, <=, >=, <>）を使います。この結合は、テーブルの行を特定の条件に従って結合するために使うものです。

使用例

スコアによる分類

学生のスコアを特定の成績範囲に基づいて分類する場合

students テーブル:

student_id (学生ID)

name (名前)

score (スコア)

grade_ranges テーブル:

grade_id (成績ID)

min_score (最小スコア)

max_score (最大スコア)

学生のスコアが成績範囲に該当する場合の結合時のSQL文

SELECT s.student_id, s.name, g.grade_id, g.min_score, g.max_score FROM students s JOIN grade_ranges g ON s.score BETWEEN g.min_score AND g.max_score;

外部キー結合

外部キー結合には、左外部結合・右外部結合・完全外部結合の3種類があります。テーブル間の関連を示す外部キーを使い、一致するデータをピックアップします。

ここでは、左外部結合の例を紹介します。

使用例

社員テーブル（employees）と部署テーブル（departments）があり、社員がどの部署に所属しているかを記録しています。

部署に割り当てられていない社員も含めてリストを作りたいときのSQL文です。

SELECT e.employee_id, e.name, d.department_name FROM employees e LEFT OUTER JOIN departments d ON e.department_id = d.department_id;

すべての社員がリストに含まれ、もし部署が割り当てられていない社員にはNULLが表示されるようになっています。

実践！SQLでのテーブル結合方法

データベース操作において異なるテーブルからのデータを結合して抽出する技術は、情報の分析やレポート作成において非常に有用といえます。

SQLを用いたテーブル結合は、複数のデータソースを効率的に統合して必要な情報を一つのクエリで取得することを可能にしてくれます。

2つのテーブルからデータ抽出

SQLで2つのテーブルを結合する基本的な方法は、JOIN句を使用することです。

最も一般的なのはINNER JOINで、これは両方のテーブルに共通のレコードのみを抽出します。

SELECT employees.name, departments.department_name

FROM employees

INNER JOIN departments

ON employees.department_id = departments.department_id;

このクエリでは、従業員の名前と彼らが所属する部署名が抽出されます。

INNER JOINは両方のテーブルにマッチするレコードのみを取得するため、どちらかのテーブルにしか存在しないデータは結果に含まれません。

3つのテーブルからデータ抽出

3つ以上のテーブルを結合する場合は複雑さが増しますが、適切な手順と注意点を理解することで、効率的かつ正確にデータを扱うことが可能です。

具体例を交えて説明していきます。

ある学校のデータベースにおいて、生徒（Students）、クラス（Classes）、教師（Teachers）の3つのテーブルがあるとします。Studentsテーブルには生徒のIDと名前、ClassesテーブルにはクラスID、教科名、教師ID、Teachersテーブルには教師のIDと名前が格納されています。

手順1: 主要な結合キーを特定する

まず、結合するテーブル間の関連性を理解し、結合キー（共通のフィールド）を特定します。

この例では、StudentsとClassesはクラスIDで、ClassesとTeachersは教師IDで関連付けられます。

手順2: 適切な結合タイプを選択する

INNER JOIN、LEFT JOIN、RIGHT JOIN、FULL JOINなど、目的に応じた結合タイプを選択します。

例えば、全ての生徒と彼らが所属しているクラス、そして担当教師の情報を取得したい場合はINNER JOINが適切です。

手順3: 結合の順序を決定する

複数のテーブルを結合する際、どのテーブルを先に結合するかが重要です。

効率的なクエリのためには、最も行数が少ないテーブルから結合を開始するのが一般的です。

手順4: SQLクエリを構築する

以下は、上記のシナリオに基づくSQLクエリの例です。

SELECT Students.Name, Classes.Subject, Teachers.Name

FROM Students

INNER JOIN Classes

ON Students.ClassID = Classes.ClassID

INNER JOIN Teachers

ON Classes.TeacherID = Teachers.TeacherID;

このクエリでは、まずStudentsとClassesがClassIDを基に結合され、次にその結果がTeachersとTeacherIDを基に結合されています。

結果として、生徒の名前、彼らが登録しているクラスの教科、そしてそのクラスの担当教師の名前が得られます。

結合の順序はパフォーマンスに大きな影響を与えるため大規模なデータセットを扱う場合は、適切な順序でクエリを構成させておく必要があります。

また、結合キーはデータ型と値が一致している必要があり、一方のテーブルでは教師IDが整数型で、もう一方では文字列型である場合などは、正しく結合されないため注意が必要です。

NULL値の扱いにも注意が必要です。

LEFT JOINやRIGHT JOINを使用する場合、結合キーにNULL値が含まれていると予期しない結果が生じることがあります。

これは、NULL値を持つレコードが結合の対象外になるためである場合が多く、思わぬバグの発生となることもあります。

さらに、異なるテーブルに同じ名前のカラムが存在する場合、特にSELECT文で明示的にカラム名を指定する際には、テーブル名やエイリアスを用いてカラムを区別する必要があります。

【応用編】SQL結合のテクニック

SQL UNIONとALL UNIONの違い

SQL UNIONとALL UNIONの２つの結合法がありますが、違いがあります。SQL UNIONとALL UNIONの具体的な違いについて解説します。

特徴	SQL UNION	ALL UNION
処理速度	速度は速い	速度は遅い
重複度合	重複は1行にまとめる	重複行はそのまま
結果	重複行を１行で表示	すべての重複行を表示
おすすめの使用法	重複行を表示したくないとき	すべてのデータを表示したいとき

SQL UNION

SQL　UNION は複数の SELECT クエリの結果を結合するためのSQL演算子です。主な特徴は、結合された結果セットから重複する行を自動的に削除し、一意のデータのみを返すことです。

これにより、結果セットには重複した行が含まれません。ただし、重複削除の処理が追加されるため、パフォーマンス面では UNION ALL より劣ることがあります。

UNION ALL

UNION ALLは複数の SELECTクエリの結果を結合するために使用されます。特徴として、重複する行もそのまま結果セットに含まれ、削除されることはありません。

このため、重複のチェックを行わない分、SQL UNIONよりもパフォーマンスが優れています。ただし、重複したデータが結果に含まれるため、必要に応じて追加の処理が必要になることがあります。

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SQLテーブル結合のよくあるトラブルと対処法

SQLテーブル結合はデータベースでの重要な操作ですが、その実行には様々な落とし穴が存在します。

ここでは、結合条件の指定ミス、結合方法の選択ミス、結合処理の性能低下、データの整合性の問題といったSQLテーブル結合における一般的なトラブルとその対処法について詳しく解説していきます。

結合条件の指定ミス

SQLテーブル結合において、結合条件の誤指定は一般的なエラーの一つです。

このミスは不適切な結果をもたらすだけでなく、クエリの実行に長い時間を要する原因ともなるばあいがあります。

例えば、異なるテーブル間で共通のキーを間違って指定すると、予期しない結果やカートジアン積（全組み合わせ）が生成されることがあります。

また、結合条件を設定する際には明示的なテーブル名やエイリアスを使用して、どのテーブルのどのカラムが参照されているかを明確にすることが効果的といえます。

結合方法の選択ミス

テーブル結合には、INNER JOIN、LEFT JOIN、RIGHT JOIN、FULL JOINなどさまざまな方法があります。

適切な結合方法を選択しないと、不完全なデータセットや意図しない結果が生じる可能性があります。

例えば、全てのレコードを取得したい場合にINNER JOINを使用すると、一部のデータが欠落することがあるため、どの結合方法が特定のシナリオに最適かを理解し、クエリの目的に合わせて適切なタイプを選択することが重要です。

結合処理の性能低下

データベースにおけるテーブル結合は、性能低下の問題を引き起こす場合があります。

主なものにはインデックスの不足や不適切な使用、大量データの取り扱い、結合するテーブルの設計不備などがあります。

インデックスが不足している場合、データベースはテーブルの全スキャンを余儀なくされ、これが大量データを扱う際に顕著な遅延を生じさせます。

また、結合されるテーブルの設計が最適でない場合、不必要に複雑なクエリが生成され、これが処理速度の低下を招きます。

これらの問題に対処するためには、まずインデックスの適切な設計と実装が不可欠です。

結合に頻繁に使用されるカラムにインデックスを適用することで、検索速度が大幅に向上します。

データの整合性の問題

テーブル結合におけるもう一つの一般的な問題は、データの整合性です。

異なるテーブル間でデータを結合する際、一貫性のないデータ、重複するレコード、あるいは参照整合性の欠如が問題を引き起こすことがあります。

例えば、外部キー制約が不適切に設定されている場合、関連するテーブル間で矛盾したデータが生じる可能性があり、他にもデータの不一致やフォーマットの違いも結合時の誤った結果を招く原因となります。

さらにデータのフォーマットや標準化にも注意を払い、異なるソースからのデータが統一された形式で結合されるようにすることが望ましいです。

データ統合ツールやETL（Extract, Transform, Load）プロセスを活用することで、異なる形式や構造を持つデータの統合と整合性の維持が比較的しやすくなります。

まとめ：SQLテーブル結合で効率よくデータ処理

この記事では、SQLテーブル結合の基礎から応用、さまざまな結合タイプ、特定のデータベースでの結合の違い、そして一般的なトラブルとその対処法について幅広く解説してきました。

SQLテーブル結合はデータベース操作においても重要な技術であり、データベースエンジニアにとって不可欠なスキルといえます。

基本的な内部結合から外部結合、クロス結合まで、様々な結合タイプがあり、それぞれのシナリオに応じて使用されています。

しかし、結合条件の誤指定や不適切な結合方法の選択、性能低下、データの整合性問題などの多くのトラブルも存在しています。

これらの問題に対処するためには、インデックスの適切な設計、データの正確な整合性の確保、適切な結合タイプの選択、そして効率的なクエリの構築が重要となるため、エンジニア全般が知っておいて損はない知識となるため普段から注意しておくようにしましょう。

SQLなどの技術についてお悩みの方は、知識と経験が豊富なJitera社に一度ご相談してみてはいかがでしょうか。

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