自然连接在sql中虽便捷但需谨慎使用，其核心答案在于：1. 自然连接通过自动匹配同名列简化连接操作；2. 存在隐式条件、意外连接、列名冲突等风险；3. 显式join on更安全清晰；4. 复杂查询中join on更可靠；5. 自然连接适用于快速探索性分析但需确认列含义。
自然连接，简单来说，就是SQL中一种方便的连接表的方式，它会自动根据两个表中列名相同的列进行连接。这听起来很省事，但实际使用中需要小心，因为它的一些特性可能会导致意想不到的结果。
解决方案
自然连接的用途在于简化sql语句，特别是当连接的两个表有明显的、具有相同含义的列名时。例如，employees表和departments表都有一个department_id列，那么使用NATURAL JOIN可以避免显式地指定ON employees.department_id = departments.department_id。
自然连接的语法非常简单：
SELECT * FROM employees NATURAL JOIN departments;
但是，自然连接的缺点也很明显：
- 隐式连接条件: 连接条件是隐式的，基于列名相同，这使得SQL语句的可读性降低，特别是当表结构复杂时。
- 意外的连接列: 如果两个表碰巧有相同的列名，但实际上这些列并不代表相同的含义，自然连接仍然会发生，导致错误的结果。
- 列名冲突: 如果两个表有相同的列名，但数据类型不兼容，自然连接会失败。
因此，更好的替代方案是使用显式的JOIN … ON子句。这样可以清晰地指定连接条件，避免上述问题：
SELECT * FROM employees JOIN departments ON employees.department_id = departments.department_id;
这种方式更安全、更易于理解和维护。
自然连接会影响性能吗？
理论上，自然连接和显式JOIN … ON在性能上没有本质区别。sql优化器会根据表的大小、索引等因素来选择最佳的执行计划。但是，由于自然连接的连接条件是隐式的，优化器可能无法像显式连接那样准确地判断连接意图，从而导致次优的执行计划。
例如，如果employees表和departments表除了department_id之外，还有一个名为location_id的列，并且这个location_id在两个表中也恰好存在，但实际上它们代表不同的位置信息。使用NATURAL JOIN时，SQL会尝试同时基于department_id和location_id进行连接，这可能会导致性能下降，或者返回错误的结果。
因此，为了确保性能和结果的正确性，建议始终使用显式的JOIN … ON子句，特别是当表结构复杂或者数据量较大时。
如何在复杂查询中使用JOIN ON替代NATURAL JOIN？
在复杂的查询中，JOIN … ON子句的优势更加明显。它可以让你精确地控制连接条件，避免歧义和错误。
考虑一个场景：你需要查询所有员工的姓名、部门名称以及所在城市。假设你有一个employees表，一个departments表，以及一个locations表。employees表包含employee_id、employee_name和department_id，departments表包含department_id、department_name和location_id，locations表包含location_id和city。
使用JOIN … ON子句，你可以这样写：
SELECT e.employee_name, d.department_name, l.city FROM employees e JOIN departments d ON e.department_id = d.department_id JOIN locations l ON d.location_id = l.location_id;
这个查询非常清晰地表达了连接的意图：首先，将employees表和departments表基于department_id连接起来；然后，将结果与locations表基于location_id连接起来。
如果尝试使用NATURAL JOIN，你会发现很难实现相同的效果，因为你需要确保所有表的列名都按照你的意图进行匹配，这在复杂的表结构中几乎是不可能的。此外，如果employees表和locations表碰巧也有相同的列名（例如，都包含一个名为address的列），NATURAL JOIN会尝试基于这个address列进行连接，这显然是不正确的。
因此，在复杂的查询中，JOIN … ON子句是更安全、更可靠的选择。
自然连接在数据分析中的应用场景
尽管存在缺点，自然连接在某些特定的数据分析场景中仍然有用。例如，当需要快速探索两个表之间是否存在关联时，可以使用自然连接进行初步的分析。
假设你有一个customers表和一个orders表，你想快速查看哪些客户下了订单。你可以使用自然连接：
SELECT * FROM customers NATURAL JOIN orders;
这个查询会返回所有在customers表和orders表中都存在的客户信息和订单信息。通过查看结果，你可以快速了解这两个表之间的关联情况。
但是，即使在这种情况下，也需要谨慎使用自然连接。确保你理解连接的含义，并且知道哪些列会被用于连接。如果结果不符合预期，应该立即使用显式的JOIN … ON子句进行更精确的分析。
总而言之，自然连接是一种方便的工具，但需要谨慎使用。在大多数情况下，显式的JOIN … ON子句是更安全、更可靠的选择。记住，清晰的代码胜过任何花哨的技巧。
