合并联接算法

合并联接算法（Merge Join）是一种常见的关系型数据库中执行关联查询的算法。它利用排序和合并的方法将两个有序表合并成一个新的有序表，并通过比较每个表的相同字段实现关联查询。

算法原理

合并联接算法通过以下步骤实现关联查询：

1. 对关联的两个表进行排序，以保证它们都是按照相同的字段排序的有序表。
2. 用两个指针分别指向每个表的第一个记录。
3. 比较两个指针所指的记录中的相同字段，如果相同则将两个记录合并成一个，并将指针都向下移动一行；如果不同，则将记录较小的指针向下移动一行。
4. 重复步骤 3，直到一个表的指针到达了表尾，这时候扫描结束。

算法优化

为了提高算法的执行效率，合并联接算法可以进行以下优化：

1. 如果其中一个表比较小，可以对其进行hash操作，转换为散列表来快速查找，从而提高查找效率。
2. 如果两个表中的相同字段之间的差异很大，可以考虑对相同字段进行分区，以减少比较的次数。

代码实现

以下是合并联接算法的 Python 代码实现：

def merge_join(table1, table2, on):

    def hash_table(table):
        hash_map = {}
        for row in table:
            key = row[on]
            if key in hash_map:
                hash_map[key].append(row)
            else:
                hash_map[key] = [row]
        return hash_map

    table1_hash = hash_table(table1)
    res = []
    for row in table2:
        if row[on] in table1_hash:
            for r in table1_hash[row[on]]:
                res.append(r + row)
    return res

其中 table1 和 table2 分别表示两个表，on 表示关联的字段。函数中先将较小的表用散列表（hash_map）转换为哈希表，然后扫描较大的表，并在哈希表中查找匹配的记录。如果有匹配的记录，则将其合并成一条新记录，并将其添加到结果集中。最后返回所有匹配的记录。