先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「先生、データベースの勉強をしていたら“結合（関係演算）”っていう言葉が出てきました。これはどういう意味なんですか？」

先生

「結合（ケツゴウ）は、関係代数（カンケイダイ数）の基本操作の一つで、英語ではJoin（ジョイン）と呼ばれます。二つ以上のテーブルを条件に基づいてつなぎ合わせて、一つの表を作る演算のことです。」

生徒

「なるほど！例えば“社員テーブル”と“部署テーブル”を結び付けるような感じですか？」

先生

「そうです。同じ部署番号や社員IDといった共通の列を使って結び付けることで、別々の情報を一つにまとめることができます。」

生徒

「SQL（エスキューエル）でもJOINってよく見ますけど、それと同じ考え方なんですね？」

先生

「はい、まさにそのJOINの考え方が関係演算の“結合”なのです。では詳しく見ていきましょう。」

1. 結合（関係演算）の基本とは？

結合（ケツゴウ）は、関係代数における基本演算の一つで、英語ではJoin（ジョイン）と呼ばれます。二つ以上のテーブルを共通の列をもとに組み合わせ、一つの新しいテーブルを作る操作です。例えば、社員テーブルと部署テーブルを結合すると「社員名と部署名をまとめた一覧表」が作れます。

2. 結合のイメージ

結合は、ジグソーパズルのピースをつなぎ合わせるイメージです。社員テーブルに「部署番号」があり、部署テーブルにも「部署番号」があるとき、その番号を手がかりに両方を結び付けます。結果として「社員名・年齢・部署名」が並んだ表が完成します。別々のテーブルから情報を組み合わせるので、より豊かな情報が得られるのです。

3. SQLでのJOINの書き方

SQLでは、結合を実現するのにJOINを使います。以下は例です。

SELECT 社員.名前, 部署.部署名
FROM 社員
INNER JOIN 部署
ON 社員.部署番号 = 部署.部署番号;

このクエリでは、社員テーブルと部署テーブルを部署番号で結合し、社員の名前と部署名を一覧表示しています。

4. 結合の種類

SQLには複数の結合方法があります。それぞれの特徴を理解することが大切です。

内部結合（INNER JOIN）：両方のテーブルに共通するデータだけを取り出す。
外部結合（OUTER JOIN）：片方にしかないデータも残しながら結合する。
左外部結合（LEFT JOIN）：左側のテーブルのデータをすべて残す。
右外部結合（RIGHT JOIN）：右側のテーブルのデータをすべて残す。
自己結合（SELF JOIN）：同じテーブル同士を結合して使う。

例えば、左外部結合を使うと「部署が未登録の社員」も一覧に残すことができます。

5. 結合を使うメリット

結合を使うと、別々に保存されているデータを組み合わせて一つにまとめることができます。これにより、データの整合性を保ちながら柔軟に情報を取り出せます。例えば以下のような場面で役立ちます。

社員と部署を結合して「誰がどの部署に所属しているか」を表示する。
注文テーブルと顧客テーブルを結合して「誰が何を注文したか」を表示する。
売上テーブルと商品テーブルを結合して「売上に含まれる商品の名前」を表示する。

6. 結合と他の関係演算との違い

関係演算には、結合のほかに和（ワ）、選択（センタク）、射影（シャエイ）、差（サ）などがあります。その中で結合は、異なるテーブルをつなげて新しい情報を作る役割を持っています。選択や射影が一つのテーブル内で完結する操作なのに対し、結合は複数のテーブルを組み合わせる点が大きな違いです。

7. 結合の歴史的な背景

結合という概念は、1970年代にエドガー・F・コッド（Edgar F. Codd エドガーエフコッド）が提唱した関係モデル（カンケイモデル）に基づいています。データを分割して保存し、必要に応じて結合して使うという考え方は、データの重複を避け、効率的に管理するための工夫でした。今日のSQLにおけるJOIN構文も、この理論を基礎にしています。