Chapter 2. 問い合わせ

Table of Contents
2.1. テーブル表現
2.2. 選択リスト
2.3. 結合問い合わせ
2.4. 行の並び換え
2.5. LIMIT と OFFSET

問い合わせ は検索処理もしくは、データベースからデータを検索する コマンドのことです。 SQLでは、SELECT コマンドを、問い合わせとして使います。 SELECT コマンドの一般的な構文は次の通りです。

SELECT select_list FROM table_expression [sort_specification]
次の節では、選択リスト、テーブル式およびソート仕様のついて詳細に説明します。 最も単純な問い合わせの形式は、次の通りです。
SELECT * FROM table1;
table1というテーブルがあるとして、このコマンドはtable1からす べての行およびすべての列を検索します。 (検索する手段はクライアントアプリケーションに依存します。 例えば、psqlプログラムがアスキーテキスト画面上に テーブルを表示し、クライアントライブラリが個々の行と列を検索 する機能を提供します。) 選択リスト*は、テーブルが持っているすべての列を 意味します。 選択リストは、カラムの一部分を選択することや検 索する前に列上の計算を行うこともできます。 Section 2.2参照。 例えば、table1にa、bおよびc(さらに他のものも)というカラムがある場合、下 記のような問い合わせができます。
SELECT a, b + c FROM table1;
(ここで、bとcが数値データ型であるとみなします)

FROM table1は特に単純なテーブルの表現です。 一般に実テーブルやジョイン、副問い合わせがあると、テーブル表現は複 雑になることがあります。 しかし、テーブル表現を省略し、SELECTコマンドを計算器として使用すること ができます。

SELECT 3 * 4;
選択リストの式が異なる結果を返す場合、これはさらに有用です。 例えば、関数を次のように呼び出すことができます。
SELECT random();

2.1. テーブル表現

テーブル表現 でテーブルを指定します。 テーブル表現は、FROM句に続きオプションとして、WHERE 句、GROUP BY句およびHAVING句を 書くことができます。 単純なテーブル表現は、単にディスク上のいわゆる実テーブルと呼ばれる テーブルを参照するだけです。しかし、様々な方法で基本テーブル を修飾するか結合するためにより複雑な式を使用することができます。

テーブル表現のオプションで指定するWHERE、GROUP BYおよびHAVING句は、 FROM句の導出テーブル上で、次々に変換されて実行されます。 これら全ての変換によって生成される導出テーブルは、選択リストのカラム表現に 指定されたような出力行を算出するのに使用する入力行を提供します。

2.1.1. FROM句

FROM句は、カンマで分けられたテーブル名のリストで与えられ、1つかそれ以上の テーブルで構成されます。

FROM table_reference [, table_reference [, ...]]
テーブル参照(table_reference)はテーブル名か、あるいは、副問合せやテーブル結合や これらの様々な組合せのによる導出テーブルです。 FROM句に1つ以上のテーブル参照がある場合、 WHERE、GROUP BYおよびHAVING句による変換に従うか、あるいは、 最終的に全面的なテーブル表現の結果である 導出テーブルを形成するクロス結合(以下参照)です。

テーブル参照がテーブルの継承階層のスーパーテーブルで、テーブル名の前にONLY キーワードが無い場合は、テーブル参照はそのテーブルだけでなくそのサブテーブ ルに継承されたすべての列が含まれます。 しかしながら、参照は、名前付きのテーブルの場合は、そのカラムだけを対象とします。 (サブテーブルの中で追加されたコラムは無視されます。)

2.1.1.1. 結合テーブル

結合テーブルは、2つの実テーブルか導出テーブルから、 結合の規則に従って導出されます。 INNER 結合、OUTER 結合、および、CROSS 結合がサ ポートされています。

結合のタイプ

クロス結合(CROSS JOIN)
T1 CROSS JOIN T2

どのT1T2の 行の組合せについても、T1のす べてのカラムに続き、T2のすべてのカラム を含む行が導出テーブルに含まれます。 テーブルがN個とM個の行で構成されている場合、結合されたテーブルは N×M個の行となります。 クロス結合はINNER JOIN ON TRUEと同じです。

Tip: FROM T1 CROSS JOIN T2FROM T1, T2 と等しいです。

修飾付き結合(Qualified JOINs)
T1 { [INNER] | { LEFT | RIGHT | FULL } [OUTER] } JOIN T2 ON boolean_expression
T1 { [INNER] | { LEFT | RIGHT | FULL } [OUTER] } JOIN T2 USING ( join column list )
T1 NATURAL { [INNER] | { LEFT | RIGHT | FULL } [OUTER] } JOIN T2

INNEROUTER は、省略可能です。 INNER がデフォルトとなります。 LEFTRIGHT, FULL をOUTER JOINに指定できます。

結合条件 は、ON句かUSING句に指定します。また 暗黙にNATURALが指定されます。 結合条件は、下に説明するように、2つの元となるテーブルのどの行が "一致するか"により決めます。

ON句は最も一般的な結合条件であり、WHERE句で使われるのと同じブール値表 現となります。 ON で表現された部分が真となる場合、T1とT2の行が対象となります。

USINGは略記法です。それは、カンマで分けられたカラム名(各テーブルに共通のカラム を持つ必要があります)のリストで、各々のカラムをイコールとした結合条件を生成します。 更に、JOIN USINGの出力は、入力カラムのイコールとしたカラムのペアの各々に、 ひとつのカラムを持っており 各テーブルの他のコラムが続きます。 したがって、USING (a, b, c)ON (t1.a = t2.a AND t1.b = t2.b AND t1.c = t2.c)と 等価です。 (ONを使った場合は、結果において a,b,cは2つのカラムになりますが、USINGを使うと それぞれ1つのカラムになる、という例外はありますが)

最後にNATURALはUSINGの略記形式です。 それぞれの入力テーブルに必ずあるカラムを、USING句にリストしなければなりません。 USINGでかかれたカラムは出力テーブルに一度だけ現われます。

JOINには次のものがあります

内部結合(INNER JOIN)

T1の各行R1に対して、T2においてR1との結合条件を満たしている行が、 結合されたテーブルに含まれます。

左外部結合(LEFT OUTER JOIN)

まず、内部結合が行われます。 その後、T2の任意の行で結合条件を満たさないT1の各行につい ては、T2のカラムはNULL値として、結合されたテーブルを作ります。 したがって、連結されたテーブルは、無条件に少なくとも1行は T1の行があります。

右外部結合(RIGHT OUTER JOIN)

まず、内部結合が行われます。 その後、T1の任意の行で結合条件を満たさないT2の各行につい ては、T1のカラムはNULL値として、結合されたテーブルを作ります。 これは左結合の反対です。結果のテーブルは、T2の行が無条件に入ります。

完全外部結合(FULL OUTER JOIN)

まず、内部結合が行われます。 その後、T1の各行で結合条件を満たさないT2の任意の行については、 T2のカラムはNULL値として結合します。 さらに、T2の各行で結合条件を満たさないT1の任意の行については、 T1のカラムはNULL値として結合します。

すべての結合は、互いに結び付けたり、あるいは、入れ子にしたりすることが できます。T1T2の どちらか、あるいは両方が、結合テーブルになることがあります。 小括弧は結合の順序を制御するためにJOIN句のまわりで使用うことが できます。小括弧がない場合、JOIN句は左から右に結合します。

2.1.1.2. 副問い合わせ(Subqueries)

導出テーブルを特殊化する副問い合わせは、必ず小括弧で囲む必要があり、 さらに、名前にはAS句を 使わなければなりません。 (Section 2.1.1.3参照)

FROM (SELECT * FROM table1) AS alias_name

この例は、FROM table1 AS alias_nameと同じです。 さらに、興味深いケースとして、副問い合わせがグルーピングか集約を呼んでいる場合、 単純結合にまとめることはできないことです。

2.1.1.3. テーブルとカラムの別名

テーブルや複雑なテーブル参照は、 導出テーブルを参照するために一時的な名前を与えることができます。 これをテーブルの別名(table alias)と呼びます。

FROM table_reference AS alias
ここで、aliasは任意の通常識別子です。 別名は問い合わせでテーブル参照をするときの新しい名前になります。 その場合は、オリジナルの名前でテーブルを参照することはできなくなります。 そこで、
SELECT * FROM my_table AS m WHERE my_table.a > 5;
は、正しいSQLの構文ではありません。 つまり、(これは標準のPostgres拡張ですが) FROM句に暗黙のテーブル参照が追加されます。 そこで、次のような問い合わせを書いたものとして処理されます。
SELECT * FROM my_table AS m, my_table AS my_table WHERE my_table.a > 5;
テーブルの別名は主に表記を簡単にするためにあります。 しかし次のように、一つのテーブルが自分自身と結合する場合は、必須となります。
SELECT * FROM my_table AS a CROSS JOIN my_table AS b ...
さらに、テーブル参照がサブクエリの場合に別名が必要になります。

小括弧は、あいまいさを無くすために使われます。 次のSQL文は、前の例題と異なり、結合の結果をb として別名を与えられます。

SELECT * FROM (my_table AS a CROSS JOIN my_table) AS b ...

FROM table_reference alias
この形式は前に書いたものと等価です。ASキーワードは省略可能です。

FROM table_reference [AS] alias ( column1 [, column2 [, ...]] )
この形式では、前に説明したようなテーブルの改名に加えてさらに、 テーブルのカラムは、問い合わせの周辺で一時的な名前として与えられます。 もし、実際のテーブルが持つカラムよりも少ない数のカラムの別名が与えれられる場合、 残りのコラムは改名されません。 この構文は、自己結合あるいは副問い合わせで特に役立ちます。

別名が、JOIN句の結果として適用される場合、これらの形式のいずれかを使うことで、 別名はJOINの内のオリジナル名を隠します。 例えば、

SELECT a.* FROM my_table AS a JOIN your_table AS b ON ...
は正しいSQL文です。しかし
SELECT a.* FROM (my_table AS a JOIN your_table AS b ON ...) AS c
は正しくありません。テールブルの別名 A は、外側の別名Cでは参照することができません。

2.1.1.4. 例

FROM T1 INNER JOIN T2 USING (C)
FROM T1 LEFT OUTER JOIN T2 USING (C)
FROM (T1 RIGHT OUTER JOIN T2 ON (T1C1=T2C1)) AS DT1
FROM (T1 FULL OUTER JOIN T2 USING (C)) AS DT1 (DT1C1, DT1C2)

FROM T1 NATURAL INNER JOIN T2
FROM T1 NATURAL LEFT OUTER JOIN T2
FROM T1 NATURAL RIGHT OUTER JOIN T2
FROM T1 NATURAL FULL OUTER JOIN T2

FROM (SELECT * FROM T1) DT1 CROSS JOIN T2, T3
FROM (SELECT * FROM T1) DT1, T2, T3
上記は結合表と複雑な導出テーブルの例です。 AS句がどのように改名、あるいは、導出テーブルを名前付けるか、 さらに、省略可能なカンマで区切られたカラム名をどのように改名するかに注目してください。 最後の2つのFROM句はT1、T2およびT3から同じ導出テーブルを作ります。 副問い合わせにDT1と名前付けする際のASキーワードは省略されています。 さらに、キーワードOUTERおよびINNERも省略することができます。

2.1.2. WHERE句

WHERE句の構文は、

WHERE search_condition
です。 search_condition は、 Section 1.3で定義した、 boolean型を返すどのような値式も指定できます。

FROM句の処理が終わった後に、導出テーブルの各行は探索条件と照合されます。 条件の結果が真の場合、その行は出力されます。 そうでない、すなわち結果が偽またはNULLの場合は、その行は捨てられます。 探索条件は、FORM句で指定したテーブルのどれかのカラムを指定します。 これは、必須ではありませんが、実質的には必要になります。

Note: 以前の結合(JOIN)の構文では、WHERE句の 内部結合の結合条件が必要でした。 例えば、次のテーブル表現は等しいです。

FROM a, b WHERE a.id = b.id AND b.val > 5
FROM a INNER JOIN b ON (a.id = b.id) WHERE b.val > 5
そして、さらに、
FROM a NATURAL JOIN b WHERE b.val > 5
どれを使うかは、主にスタイルの問題です。 FROM句のJOIN構文は、おそらく、他の製品への移植性がありません。 外部結合については、FROM句でなければならなく、選択の余地はありません。 外部結合のON句やUSING句は、WHERE条件とは等しくありません。 なぜなら、最終結果からの除去と同様に、マッチしない入力行に対する 行の追加も行うからです。

FROM FDT WHERE
    C1 > 5

FROM FDT WHERE
    C1 IN (1, 2, 3)
FROM FDT WHERE
    C1 IN (SELECT C1 FROM T2)
FROM FDT WHERE
    C1 IN (SELECT C3 FROM T2 WHERE C2 = FDT.C1 + 10)

FROM FDT WHERE
    C1 BETWEEN (SELECT C3 FROM T2 WHERE C2 = FDT.C1 + 10) AND 100

FROM FDT WHERE
    EXISTS (SELECT C1 FROM T2 WHERE C2 > FDT.C1)

上記の例題で、FDTはFROM句の中から導出されたテーブルです。 where 句の探索条件を満たさなかった行は、FDTから削除されます。 値式のように副問い合わせの使い方に注目してください。 他の問い合わせのように、副問い合わせは、複雑なテーブル表現に使うことができます。 副問い合わせの中でどのようにFDTは参照されるかに注意してください。 C1をFDT.C1のように修飾することは、 C1が副問い合わせの入力テーブルから派生したカラム名でもあるときにだけ必要です。 カラム名の修飾は、必須の場合では無くても、明確にするために役立ちます。 これは、外側の問い合わせのカラム名のスコープを、どのように 内側の問い合わせに拡張するかを示します。

2.1.3. GROUP BY と HAVING 句

WHEREフィルターを通した後、導出された入力テーブルは、GROUP BY 句でグルーピングされ、 HAVING 句を使うことにより不要なグループは除かれます。

SELECT select_list FROM ... [WHERE ...] GROUP BY grouping_column_reference [, grouping_column_reference]...

GROUP BY 句は、指定された全カラムで同じ値となる行を、互いにグループ化 するために使われます。 (ORDER BY句 とは違い)指定されたカラムの順番は関係ありません。 これの目的は、共通する値を持つ行を、代表となる1つのグループ行へまとめ ることにより、各グループの行を減らすことにあります。 これは出力の冗長度を無くし、さらにまた、これらのグループに当てはまる 集計したグループが得られます。

一旦テーブルがグループ化されると、グループの中のどの行を使えば 良いのかが曖昧となるので、集約した表現を除いてグルーピングとして で使われないカラムは参照することができません。 グループ毎に既知の一定の値を持つので、選択リストのカラム表現で グループ化されたカラムは参照することができます。 グループ化で使われないカラムの集計関数は、テーブル全体ではなく 一つのグループでの値を計算します。 例えば、 sum(sales) は、 製品コードごとにグループ化された各製品の売り上げ合計であり、全ての 製品の売り上げ合計ではありません。 グループ化されていないカラムの計算された集計はグループの代表ですが、 グループ化されていないそれぞれの値はそうではありません。

例:

SELECT pid, p.name, (sum(s.units) * p.price) AS sales
  FROM products p LEFT JOIN sales s USING ( pid )
  GROUP BY pid, p.name, p.price;
この例では、pidカラムとp.nameカラム、p.priceカラムは必ず GROUP BY句で指定しなければなりません。なぜなら、これらは、問い合わ せリストの中で使われているためです。 s.unitsカラムはGROUP BYで指定する必要はありません。これは、 製品毎の売上げ計算の集計関数(sum())の中だけで 使われるためです。 各製品については、製品のすべての販売に関しての合計行が返されます。

厳密なSQLでは、GROUP BYは、ソーステーブルのカラムによってグループ 化できますが、Postgresはこれを、問い合わせ選択リストのカラムによる グループ化も許すように拡張しています。 つまり、シンプルなカラム名の代りとして、グループ化された値の表現 として使うこともできます。

SELECT select_list FROM ... [WHERE ...] GROUP BY ... HAVING boolean_expression
GROUP BY句を使ってグループ化されたテーブルで 決まったグループのみ必要な場合、 グループ化されたテーブルから不要なグループを除くのに、 WHERE句のようにHAVING句を使うことができます。 PostgresはHAVING句をGROUP BY句無しに使うことができますが、その場合、 もう一つのWHERE句のように振る舞います。HAVINGを使うポイントは明確 ではありませんが、目安としては、HAVING条件が集計関数の結果を参照する ということです。集計を含んでいない場合は、WHERE句の中でより効率的に 絞り込みが行われます。

例:

SELECT pid    AS "Products",
       p.name AS "Over 5000",
       (sum(s.units) * (p.price - p.cost)) AS "Past Month Profit"
  FROM products p LEFT JOIN sales s USING ( pid )
  WHERE s.date > CURRENT_DATE - INTERVAL '4 weeks'
  GROUP BY pid, p.name, p.price, p.cost
    HAVING sum(p.price * s.units) > 5000;
前の例は、WHERE 句はグループ化する前のカラムの行を選択し、その後、 HAVING句が、総売上高の合計が5000より大きいグループを抽出します。