この記事の要点

UNION = 和集合（重複排除）/ UNION ALL = 重複保持（高速） INTERSECT = 積集合（両方にある行）/ EXCEPT または MINUS (Oracle) = 差集合 必要条件: 各 SELECT のカラム数とデータ型が一致。NULL も同等扱い ORDER BY は最後の SELECTの後にのみ書ける NOT EXISTS / EXISTS との比較: 集合演算子は宣言的、EXISTS は手続き的。性能はオプティマイザ次第

SQL 集合演算子とは

SQL の集合演算子 (Set Operator) は、2 つ以上の SELECT 文の結果集合を、数学的な集合演算（和・積・差）で結合する演算子です。標準 SQL では以下が定義されています:

演算子	意味	重複
UNION	和集合 (A ∪ B)	排除
UNION ALL	和集合（重複保持）	保持（高速）
INTERSECT	積集合 (A ∩ B)	排除
INTERSECT ALL	積集合（重複保持）	保持
EXCEPT / MINUS	差集合 (A - B)	排除
EXCEPT ALL	差集合（重複保持）	保持

UNION と UNION ALL

-- 例: 社員テーブルと顧客テーブルから連絡先一覧
SELECT name, email FROM employees
UNION
SELECT name, email FROM customers
ORDER BY name;

-- UNION ALL: 重複行も含む（高速）
SELECT product_id FROM orders_2024
UNION ALL
SELECT product_id FROM orders_2025;

-- 性能差は大きい:
-- UNION     → 結果に DISTINCT 相当の重複排除（ソート or ハッシュ）
-- UNION ALL → 単純連結のみ、ソート不要
-- → 重複が無いことが分かっているなら必ず UNION ALL

INTERSECT (積集合)

-- 例: メルマガと SMS 両方を購読している顧客
SELECT user_id FROM mailing_list
INTERSECT
SELECT user_id FROM sms_subscribers;

-- IN サブクエリでも同じことが書ける
SELECT user_id FROM mailing_list
WHERE user_id IN (SELECT user_id FROM sms_subscribers);

-- EXISTS バージョン
SELECT m.user_id FROM mailing_list m
WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM sms_subscribers s WHERE s.user_id = m.user_id);

-- NULL の扱い:
-- 集合演算子は NULL = NULL と「同じ値」扱い
-- WHERE 句の = NULL は false 扱い → 注意

EXCEPT / MINUS (差集合)

-- 標準 SQL / PostgreSQL / SQL Server / MariaDB 10.3+
SELECT email FROM customers
EXCEPT
SELECT email FROM unsubscribed;

-- Oracle / DB2 (一部) は MINUS
SELECT email FROM customers
MINUS
SELECT email FROM unsubscribed;

-- 「顧客にいるがメルマガ未登録の人」
SELECT user_id FROM all_users
EXCEPT
SELECT user_id FROM mailing_list;

-- NOT IN / NOT EXISTS で書き換え
SELECT user_id FROM all_users
WHERE user_id NOT IN (SELECT user_id FROM mailing_list);
-- ⚠️ NULL が含まれると NOT IN は意図しない結果に
-- → NOT EXISTS の方が安全
SELECT u.user_id FROM all_users u
WHERE NOT EXISTS (SELECT 1 FROM mailing_list m WHERE m.user_id = u.user_id);

必要条件

条件	説明
カラム数一致	各 SELECT のカラム数が同じ
データ型互換	対応位置のカラム型が同じ or 暗黙キャスト可
カラム名	最初の SELECT の名前が結果に使われる
ORDER BY	最後にのみ書ける。途中の SELECT には書けない
LIMIT	同上（一部 DB で例外あり）

-- ❌ カラム数不一致でエラー
SELECT id, name FROM a
UNION
SELECT id FROM b;
-- ORA-01789: query block has incorrect number of result columns

-- ❌ ORDER BY の位置エラー
SELECT name FROM a ORDER BY name
UNION
SELECT name FROM b;
-- → エラー

-- ✅ ORDER BY は最後
SELECT name FROM a
UNION
SELECT name FROM b
ORDER BY name;

-- ✅ 個別にソートしたい場合はサブクエリ
SELECT * FROM (SELECT name FROM a ORDER BY name LIMIT 10) sub1
UNION
SELECT * FROM (SELECT name FROM b ORDER BY name LIMIT 10) sub2;

CORRESPONDING (SQL 標準、実装少)

SQL 標準には UNION CORRESPONDING という構文があり、列名が一致する列だけで集合演算するものですが、多くの DB で未実装です（一部 DB2 のみ）。実用上はカラム順を揃えるのが定石。

NULL の扱い

-- 集合演算子では NULL = NULL として「同じ値」扱い
SELECT NULL FROM dual
INTERSECT
SELECT NULL FROM dual;
-- → 1 行 (NULL)
-- 通常の WHERE 句では NULL = NULL は UNKNOWN なので 0 行

-- これは set operator が DISTINCT 相当を内部実行する際の挙動
-- NULL を含むカラムは要注意

性能と Index

演算子	内部処理	性能
UNION ALL	連結のみ	最速
UNION	連結 + Sort/Hash で重複排除	中
INTERSECT	Hash Match or Sort Merge	中
EXCEPT / MINUS	Hash Match or Sort Merge	中

各 SELECT 内で適切な Indexが効くようにすることが重要。集合演算子自体は最適化されにくいので、各 SELECT が高速に絞り込めるかが性能の鍵です。

各 DB の対応状況

DB	UNION	INTERSECT	EXCEPT	MINUS
Oracle	○	○	×	○
PostgreSQL	○	○	○	×
SQL Server	○	○	○	×
MySQL 8.0+	○	○ (8.0.31+)	○ (8.0.31+)	×
MySQL 5.7	○	× (NOT EXISTS で代用)	×	×
MariaDB 10.3+	○	○	○	○ (10.6+ で同義)
SQLite	○	○	○	×
DB2	○	○	○	×

サブクエリ + EXISTS / NOT EXISTS との比較

-- (1) 集合演算子: 宣言的
SELECT user_id FROM a
INTERSECT
SELECT user_id FROM b;

-- (2) EXISTS: 手続き的
SELECT a.user_id FROM a
WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM b WHERE b.user_id = a.user_id);

-- (3) JOIN: 直接結合
SELECT DISTINCT a.user_id FROM a
INNER JOIN b ON a.user_id = b.user_id;

-- 性能はオプティマイザ次第。多くの場合 (2) or (3) が速い
-- (1) は重複排除のソートコストがある
-- → 巨大データには (2) or (3) を検討

Materialized View での集合演算

-- 大規模 UNION ALL を Materialized View 化
CREATE MATERIALIZED VIEW all_orders AS
SELECT 'A' AS region, order_id, amount FROM orders_asia
UNION ALL
SELECT 'E' AS region, order_id, amount FROM orders_europe
UNION ALL
SELECT 'N' AS region, order_id, amount FROM orders_namerica;

-- リフレッシュ
REFRESH MATERIALIZED VIEW all_orders;       -- PostgreSQL
EXEC DBMS_MVIEW.REFRESH('ALL_ORDERS');      -- Oracle

-- 統合ビューとして検索高速化
SELECT region, SUM(amount) FROM all_orders GROUP BY region;

実用例

パーティション分割テーブルの集約

-- 月別テーブルから 1 年分集計
SELECT order_id FROM orders_202501
UNION ALL SELECT order_id FROM orders_202502
UNION ALL SELECT order_id FROM orders_202503
...
UNION ALL SELECT order_id FROM orders_202512;

差分検出

-- 元テーブルと退避テーブルの差分
(SELECT * FROM master EXCEPT SELECT * FROM backup)  -- 追加分
UNION ALL
(SELECT * FROM backup EXCEPT SELECT * FROM master); -- 削除分

FAQ

Q: UNION と JOIN の違いは？
A: UNION は縦方向の連結（行を増やす）、JOIN は横方向の結合（列を増やす）。全く別の操作です。

Q: UNION で「重複していない」と分かっていても UNION ALL に置き換えるべき？
A: はい。UNION は内部で DISTINCT 処理（ソート / ハッシュ）が走るため、不要なら UNION ALL の方が大幅に速いです。

Q: ORACLE の MINUS は ANSI SQL ？
A: いいえ、Oracle 独自構文です。標準 SQL は EXCEPT。Oracle 19c でも EXCEPT は未サポート（21c で追加予定）。

Q: MySQL 5.7 で INTERSECT が使いたい
A: MySQL 5.7 は未対応。INNER JOIN または EXISTS で書き換えてください。MySQL 8.0.31+ で正式対応しました。