クロス結合 (クロスけつごう) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

クロス結合 (クロスけつごう) の読み方

日本語表記

クロス結合 (クロスけつごう)

英語表記

cross join (クロスジョイン)

クロス結合 (クロスけつごう) の意味や用語解説

クロス結合は、リレーショナルデータベースにおいて複数のテーブルを結合する手法の一つである。その最大の特徴は、結合条件を一切用いず、一方のテーブルの全ての行と、もう一方のテーブルの全ての行を総当たりで組み合わせた結果セットを生成する点にある。この操作は数学における集合の直積（デカルト積）と等価であるため、デカルト積と呼ばれることもある。例えば、商品情報を格納する「商品テーブル」に「Tシャツ」「ジャケット」の2行が存在し、色情報を格納する「色テーブル」に「赤」「青」「白」の3行が存在すると仮定する。この二つのテーブルをクロス結合すると、結果として得られる行数は、各テーブルの行数の積、すなわち2行×3行で合計6行となる。具体的には、「Tシャツ」の行に対して「色テーブル」の「赤」「青」「白」の各行がそれぞれ連結され、同様に「ジャケット」の行に対しても「色テーブル」の全行が連結される。これにより、「Tシャツ, 赤」「Tシャツ, 青」「Tシャツ, 白」「ジャケット, 赤」「ジャケット, 青」「ジャケット, 白」という、考えうる全ての組み合わせが網羅された結果が返される。これは、内部結合や外部結合が、`ON`句で指定された特定の列の値が一致する行同士など、何らかの関連性に基づいて行を結合するのとは対照的であり、クロス結合が持つ無条件の組み合わせ生成という性質を明確に示している。 SQLにおけるクロス結合の標準的な構文は `CROSS JOIN` キーワードを用いて記述する。具体的には `SELECT 列名 FROM テーブルA CROSS JOIN テーブルB;` のように記述することで、テーブルAとテーブルBのクロス結合を実行できる。また、一部のデータベースシステムや古い標準では、`FROM`句に複数のテーブルをカンマで区切って並べる `SELECT 列名 FROM テーブルA, テーブルB;` という書き方もクロス結合として解釈されることがある。しかし、このカンマ区切りの構文は、本来は内部結合を意図していたにもかかわらず結合条件の記述を忘れた際に、意図せずクロス結合が実行されてしまうというミスを引き起こしやすい。このような意図しない動作やコードの可読性の低下を防ぐため、クロス結合を実行する際は `CROSS JOIN` キーワードを明示的に使用することが強く推奨される。 クロス結合の用途は、他の結合方法に比べて限定的ではあるが、特定のシナリオにおいては非常に有用である。代表的なユースケースとして、テストデータの生成が挙げられる。例えば、数百人のユーザー情報を持つテーブルと、数十種類の商品情報を持つテーブルをクロス結合することで、全ユーザーが全商品を購入する、あるいはカートに入れるといった網羅的なシナリオのテストデータを簡単かつ大量に作成することが可能である。また、マスタデータ同士の全ての組み合わせをあらかじめ生成しておく目的でも利用される。全ての店舗に対して、全ての商品カテゴリの売上レコードを初期値ゼロで作成しておく必要がある場合、店舗マスタと商品カテゴリマスタをクロス結合し、その結果を売上テーブルに挿入するといった活用法が考えられる。その他、日付の連続データを持つテーブルと、一日の時間帯のマスタテーブルをクロス結合して、分析の軸となる詳細な時間スロットのデータセットを生成する際などにも用いられる。 一方で、クロス結合を使用する際には、いくつかの重大な注意点が存在する。最も警戒すべきは、パフォーマンスへの深刻な影響である。前述の通り、結果セットの行数は各テーブルの行数の積となるため、結合対象のテーブルの規模が大きい場合、生成される行数は爆発的に増加する。例えば、1000行のテーブル同士をクロス結合すれば結果は100万行に、1万行のテーブル同士であれば1億行にも達する。このような大規模な結果セットを生成するクエリは、データベースサーバーのCPUやメモリに極めて高い負荷をかけ、応答時間が極端に長くなったり、最悪の場合はサーバーリソースを使い果たしてシステム全体を不安定にさせたりする危険性がある。そのため、クロス結合は比較的小さなマスタテーブル同士に適用を限定するか、結果として生成される行数が現実的な範囲に収まることを事前に計算・確認した上で、慎重に実行する必要がある。また、意図しないクロス結合の発生にも注意が必要である。`INNER JOIN` などの結合を行う際に `ON`句を書き忘れると、データベースシステムによってはエラーを出さずにクロス結合として解釈し、クエリを実行してしまうことがある。これはバグの温床であり、アプリケーションが想定外の大量のデータを処理しようとしてパフォーマンスが劣化したり、メモリ不足で停止したりする原因となる。クロス結合は、その特性を正しく理解し、用途と影響を十分に考慮した上で計画的に使用すべき、強力でありながらも慎重な取り扱いが求められる機能である。