神奇的 SQL 之温柔的陷阱 → 三值逻辑 与 NULL !

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前言

  开心一刻 

     一一五个 中国小孩参加国外的脱口秀节目,不可能 语言不通,于是找了一一五个 翻译。

    主持人问:“Who is your favorite singer ?”

    翻译:”你最喜欢哪个歌手啊 ?”

    小孩兴奋地回答:”Michael Jackson”

    翻译转身对主持人说:”迈克尔-杰克逊”

    主持人看着翻译:"他说哪几种 ?"

    电视机前的观众:"我为什么会么会一阵一阵蒙?" 

NULL

  NULL 用于表示缺失的值或遗漏的未知数据,就某种具体类型的值。数据表中的 NULL 值表示该值处在的字段为空,值为 NULL 的字段这样 值,尤其要明白的是:NULL 值与 0 不可能 空字符串是不同的。

  某种 NULL

    你这一说法亲们不可能 会人太好很奇怪,不可能 SQL 里只处在某种 NULL 。然而在讨论 NULL 时,亲们一般总要将它分成某种类型来思考:“未知”(unknown)和“不适用”(not applicable,inapplicable)。

    以“我想知道戴墨镜的人眼睛是哪几种颜色”你这一清况 为例,你这一人的眼睛肯定是有颜色的,已经 不可能 他不摘掉眼镜,别人就我想知道他的眼睛是哪几种颜色。这就叫作未知。而“我想知道冰箱的眼睛是哪几种颜色”则属于“不适用”。不可能 冰箱根本就这样 眼睛,许多许多“眼睛的颜色”你这一属性不须适用于冰箱。“冰箱的眼睛的颜色”你这一说法和“圆的体积”“男性的分娩次数”一样,就有这样 意义的。平时,亲们习惯了说“我想知道”,已经 “我想知道”也分许多许多种。“不适用”你这一清况 下的 NULL ,在语义上更接近于“无意义”,而就有“不选则”。这里总结一下:“未知”指的是“人太好现在我想知道,但添加许多条件后就还能否知道”;而“不适用”指的是“无论为什么会么会努力都无法知道”。

    关系模型的造出者者 E.F. Codd 最先给出了你这一分类。下图是他对“丢失的信息”的分类

  为哪几种还能否写成“IS NULL”,而就有“= NULL”

    我相信不少人有许多许多的困惑吧,尤其是相信刚学 SQL 的小伙伴。亲们来看个具体的案例,假设亲们有如下表以及数据

DROP TABLE IF EXISTS t_sample_null;
CREATE TABLE t_sample_null (
    id INT(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
    name VARCHAR(400) NOT NULL COMMENT '名称',
    remark VARCHAR(4000) COMMENT '备注',
    primary key(id)
) COMMENT 'NULL样例';

INSERT INTO t_sample_null(name, remark)
VALUES('zhangsan', '张三'),('李四', NULL);

    亲们要查询备注为 NULL 的记录(为 NULL 你这一叫法某种是不对的,许多许多亲们日常中不可能 叫习惯了,具体往下看),为什么会么会查,许多许多新手会写出许多许多的 SQL

-- SQL 不报错,但查都这样结果
SELECT * FROM t_sample_null WHERE remark = NULL;

    执行时不报错,已经 查都这样亲们想要的结果, 这是为哪几种了 ? 你这一疑问亲们先放着,亲们往下看

三值逻辑

  你这一三值逻辑就有三目运算,指的是一一五个 逻辑值,另一人及不可能 有疑问了,逻辑值就有不还能否真(true)和假(false)吗,哪来的第一一五个 ? 说这话时亲们还能否注意处在的环境,在主流的编程语言中(C、JAVA、Python、JS等)中,逻辑值人太好不还能否 2 个,但在 SQL 中却处在第一一五个 逻辑值:unknown。你这一阵一阵这类于亲们平时所说的:对、错、我想知道。

  逻辑值 unknown 和作为 NULL 的某种的 UNKNOWN (未知)是不同的东西。前者是明确的布尔型的逻辑值,后者既就有值也就有变量。为了便于区分,前者采用小写字母 unknown ,后者用大写字母 UNKNOWN 来表示。为了让亲们理解两者的不同,亲们来看一一五个 x=x 许多许多的简单等式。x 是逻辑值 unknown 时,x=x 被判断为 true ,而 x 是 UNKNOWN 时被判断为 unknown 

-- 你这一是明确的逻辑值的比较
unknown = unknown → true

-- 你这一大慨NULL = NULL
UNKNOWN = UNKNOWN → unknown

   三值逻辑的逻辑值表

    NOT

    AND

    OR

    图中浅绿色部分是三值逻辑中独有的运算,这在二值逻辑中是这样 的。其余的 SQL 谓词完整篇 都能由你这一一五个 逻辑运算组合而来。从你这一意义上讲,你这一哪几个逻辑表还能否说是 SQL 的母体(matrix)。

    NOT 语句,不可能 逻辑值表比较简单,许多许多很好记;已经 对于 AND 和 OR,不可能 组合出来的逻辑值较多,许多许多完整篇 记住非常困难。为了便于记忆,请注意你这一一五个 逻辑值之间有下面许多许多的优先级顺序。

      AND 的清况 : false > unknown > true

      OR 的清况 : true > unknown > false

    优先级高的逻辑值会决定计算结果。这类 true AND unknown ,不可能 unknown 的优先级更高,许多许多结果是 unknown 。而 true OR unknown 语句,不可能 true 优先级更高,许多许多结果是 true 。记住你这一顺序后就能更方便地进行三值逻辑运算了。一阵一阵还能否记住的是,当 AND 运算带有 有 unknown 时,结果肯定后会是 true (反之,不可能 AND 运算结果为 true ,则参与运算的双方还能否都为 true )。

-- 假设 a = 2, b = 5, c = NULL,下列表达式的逻辑值如下

a < b AND b > c  → unknown
a > b OR b < c   → unknown
a < b OR b < c   → true
NOT (b <> c)     → unknown

  “IS NULL” 而非 “= NULL”

    亲们再回到疑问:为哪几种还能否写成“IS NULL”,而就有“= NULL”

    对 NULL 使用比较谓词后得到的结果老是 unknown 。而查询结果只会带有 WHERE 子句里的判断结果为 true 的行,后会带有 判断结果为 false 和 unknown 的行。不许多许多等号,对 NULL 使用许多比较谓词,结果也就有一样的。许多许多无论 remark 是就有 NULL ,比较结果就有 unknown ,这样 永远这样 结果返回。以下的式子总要被判为 unknown

-- 以下的式子总要被判为 unknown
= NULL
> NULL
< NULL
<> NULL
NULL = NULL

    这样 ,为哪几种对 NULL 使用比较谓词后得到的结果永远后会可能 为真呢?这是不可能 ,NULL 既就有值也就有变量。NULL 许多许多一一五个 表示“这样 值”的标记,而比较谓词只适用于值。已经 ,对不须值的 NULL 使用比较谓词许多许多许多许多这样 意义的。“列的值为 NULL ”、“NULL 值” 许多许多的说法某种许多许多错误的。不可能 NULL就有值,许多许多都这样定义域(domain)中。相反,不可能 另一人及认为 NULL 是值,这样 亲们还能否倒过来想一下:它是哪几种类型的值?关系数据库中处在的值必然属于某种类型,比如字符型或数值型等。许多许多,假如有一天 NULL 是值,这样 它就还能否属于某种类型。

    NULL 容易被认为是值的导致 有一一五个 。第一一五个 是高级编程语言后面 ,NULL 被定义为了一一五个 常量(许多许多语言将其定义为了整数0),这导致 了亲们的混淆。已经 ,SQL 里的 NULL 和许多编程语言里的 NULL 是完整篇 不同的东西。第五个导致 是,IS NULL 许多许多的谓词是由一一五个 单词构成的,许多许多亲们容易把 IS 当作谓词,而把 NULL 当作值。一阵一阵是 SQL 里还有 IS TRUE 、IS FALSE 许多许多的谓词,亲们由此类推,从而许多许多认为也就有这样 道理。已经 正如讲解标准 SQL 的书里提醒亲们注意的那样,亲们应该把 IS NULL 看作是一一五个 谓词。已经 ,写成 IS_NULL 许多许多他说更大慨。

温柔的陷阱

  比较谓词和 NULL

    排中律不成立

      排中律指同一一五个 思维过程中,一一五个 相互矛盾的思想不还能否同假,必有一真,即“要么A要么非A”

      假设亲们有学生表:t_student

DROP TABLE IF EXISTS t_student;
CREATE TABLE t_student (
    id INT(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
    name VARCHAR(400) NOT NULL COMMENT '名称',
    age INT(3) COMMENT '年龄',
    remark VARCHAR(4000) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '备注',
    primary key(id)
) COMMENT '学生信息';

INSERT INTO t_student(name, age)
VALUE('zhangsan', 25),('wangwu', 400),('bruce', 32),('yzb', NULL),('boss', 18);

SELECT * FROM t_student;
View Code

      表中数据 yzb 的 age 是 NULL,也许多许多说 yzb 的年龄未知。在现实世界里,yzb 是 20 岁,不可能 就有 20 岁,二者必居其一,这毫无疑问是一一五个 真命题。这样 在 SQL 的世界里了,排中律还适用吗? 亲们来看一一五个 SQL 

SELECT * FROM t_student
WHERE age = 20 OR age <> 20;

      咋一看,这不许多许多查询表中完整篇 记录吗? 亲们来看下实际结果

      yzb 没查出来,这是为哪几种了?亲们来分析下,yzb 的 age 是 NULL,这样 这条记录的判断步骤如下

-- 1. 约翰年龄是 NULL (未知的 NULL !)
SELECT *
FROM t_student
WHERE age = NULL
OR age <> NULL;

-- 2. 对 NULL 使用比较谓词后,结果为unknown
SELECT *
FROM t_student
WHERE unknown
OR unknown;

-- 3.unknown OR unknown 的结果是unknown (参考三值逻辑的逻辑值表)
SELECT *
FROM t_student
WHERE unknown;

      SQL 语句的查询结果里不还能否判断结果为 true 的行。要想让 yzb 再次冒出在结果里,还能否添加下面许多许多的 “第 3 个条件”

-- 添加 3 个条件:年龄是20 岁,不可能

就有20 岁,不可能

年龄未知
SELECT * FROM t_student
WHERE age = 20 
    OR age <> 20
    OR age IS NULL;

    CASE 表达式和 NULL

      简单 CASE 表达式如下

CASE col_1
    WHEN = 1 THEN 'o'
    WHEN NULL THEN 'x'
END

      你这一 CASE 表达式一定后会返回 ×。这是不可能 ,第五个 WHEN 子句是 col_1 = NULL 的缩写形式。正如亲们所知,你这一式子的逻辑值永远是 unknown ,已经 CASE 表达式的判断法律土办法与 WHERE 子句一样,只认可逻辑值为 true 的条件。正确的写法是像下面许多许多使用搜索 CASE 表达式

CASE WHEN col_1 = 1 THEN 'o'
    WHEN col_1 IS NULL THEN 'x'
END

  NOT IN 和 NOT EXISTS 就有等价的

    亲们在对 SQL 语句进行性能优化时,老是用到的一一五个 技巧是将 IN 改写成 EXISTS ,这是等价改写,并这样 哪几种疑问。已经 ,将 NOT IN 改写成 NOT EXISTS 时,结果不须一样。

    亲们来看个例子,亲们有如下两张表:t_student_A 和 t_student_B,分别表示 A 班学生与 B 班学生 

DROP TABLE IF EXISTS t_student_A;
CREATE TABLE t_student_A (
    id INT(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
    name VARCHAR(400) NOT NULL COMMENT '名称',
    age INT(3) COMMENT '年龄',
    city VARCHAR(400) NOT NULL COMMENT '城市',
    remark VARCHAR(4000) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '备注',
    primary key(id)
) COMMENT '学生信息';

INSERT INTO t_student_A(name, age, city)
VALUE
('zhangsan', 25,'深圳市'),('wangwu', 400, '广州市'),
('bruce', 32, '北京市'),('yzb', NULL, '深圳市'),
('boss', 43, '深圳市');

DROP TABLE IF EXISTS t_student_B;
CREATE TABLE t_student_B (
    id INT(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
    name VARCHAR(400) NOT NULL COMMENT '名称',
    age INT(3) COMMENT '年龄',
    city VARCHAR(400) NOT NULL COMMENT '城市',
    remark VARCHAR(4000) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '备注',
    primary key(id)
) COMMENT '学生信息';

INSERT INTO t_student_B(name, age, city)
VALUE
('马化腾', 45, '深圳市'),('马三', 25, '深圳市'),
('马云', 43, '杭州市'),('李彦宏', 41, '深圳市'),
('年轻人', 25, '深圳市');

SELECT * FROM t_student_A;
SELECT * FROM t_student_B;
View Code

    需求:查询与 A  班住在深圳的学生年龄不同的 B 班学生,也许多许多查询出 :马化腾 和 李彦宏,你这一 SQL 该怎样写,像许多许多?

-- 查询与 A  班住在深圳的学生年龄不同的 B 班学生 ?
SELECT * FROM t_student_B
WHERE age NOT IN (
    SELECT age FROM t_student_A 
    WHERE city = '深圳市'
);

    亲们来看下执行结果

    亲们发现结果是空,查询不还能否任何数据,这是为哪几种了 ?这里 NULL 又现在现在开始 英文作怪了,亲们一步一步来看看究竟处在了哪几种

    还能否看出,在进行了一系列的转换后,这样 一条记录在 WHERE 子句里被判断为 true 。也许多许多说,不可能 NOT IN 子查询中用到的表里被选则的列中处在 NULL ,则 SQL 语句整体的查询结果永远是空。这是很可怕的疑问!

    为了得到正确的结果,亲们还能否使用 EXISTS 谓词

-- 正确的SQL 语句:马化腾和李彦宏将被查询到
SELECT * FROM t_student_B B
WHERE NOT EXISTS ( 
    SELECT * FROM t_student_A A
    WHERE B.age = A.age
    AND A.city = '深圳市' 
);

    执行结果如下

    同样地,亲们再来一步一步地看看这段 SQL 是怎样防止年龄为 NULL 的行的

    也许多许多说,yzb 被作为 “与任何人的年龄就有同的人” 来防止了。EXISTS 只会返回 true 不可能 false,永远后会返回 unknown。已经 就有了 IN 和 EXISTS 还能否互相替换使用,而 NOT IN和 NOT EXISTS 却不还能否互相替换的混乱疑问。

  还有许多许多的陷阱,比如:限定谓词和 NULL、限定谓词和极值函数就有等价的、聚合函数和 NULL 等等。

总结

  1、NULL 用于表示缺失的值或遗漏的未知数据,就某种具体类型的值,不还能否对其使用谓词

  2、对 NULL 使用谓词后的结果是 unknown,unknown 参与到逻辑运算时,SQL 的运行会和预想的不一样

  3、 IS NULL 整个是一一五个 谓词,而就有:IS 是谓词,NULL 是值;这类的还有 IS TRUE、IS FALSE

  4、要想防止 NULL 带来的各种疑问,最佳法律土办法应该是往表里添加 NOT NULL 约束来尽力排除 NULL

    我的项目带有 个硬性规定:所有字段还能有无 NOT NULL,建表的已经 就添加此约束

参考

  《SQL进阶教程》

navicat

  https://gitee.com/youzhibing/tools/blob/master/NavicatforMySQL.rar