SQL中的Null深刻研究分析

雖然熟練掌握SQL的人對於Null不會有什麼疑問，但總結得很全的文章仍是很難找，看到一篇英文版的, 感受還不錯。

Tony Hoare 在1965年發明了 null 引用, 並認爲這是他犯下的「幾十億美圓的錯誤」. 即使是50年後的今天, SQL中的 null 值仍是致使許多常見錯誤的罪魁禍首.

咱們一塊兒來看那些最使人震驚的狀況。

Null不支持大小/相等判斷

下面的2個查詢,無論表 users 中有多少條記錄，返回的記錄都是0行:

select * from users where deleted_at = null;

– result: 0 rows

select * from users where deleted_at != null;

– result: 0 rows

怎麼會這樣子? 一切只由於 null 是表示一種「未知」的類型。也就是說，用常規的比較操做符(normal conditional operators)來將 null 與其餘值比較是沒有意義的。 Null 也不等於 Null(近似理解: 未知的值不能等於未知的值，二者間的關係也是未知，不然數學和邏輯上就亂套了)。

– 注意: 下面的SQL適合於MySQL,若是是Oracle，你須要加上 … from dual;

select null > 0;

– result: null

select null < 0;

– result: null

select null = 0;

– result: null

select null = null;

– result: null

select null != null;

– result: null

將某個值與 null 進行比較的正確方法是使用 is 關鍵字, 以及 is not 操做符:

select * from users

where deleted_at is null;

– result: 全部被標記爲刪除的 users

若是想要判斷兩列的值是否不相同，則可使用 is distinct from:

select * from users

where has_address is distinct from has_photo

– result: 地址(address)或照片(photo)二者只有其一的用戶

not in 與 Null

子查詢(subselect)是一種很方便的過濾數據的方法。例如,若是想要查詢沒有任何包的用戶,能夠編寫下面這樣一個查詢:

select * from users 

where id not in (select user_id from packages)

但此時倘若 packages 表中某一行的 user_id 是 null 的話，問題就來了: 返回結果是空的! 要理解爲何會發生這種古怪的事情, 咱們須要理解SQL編譯器究竟幹了些什麼. 下面是一個更簡單的示例:

select * from users 

where id not in (1, 2, null)

這個SQL語句會被轉換爲:

select * from users 

where id != 1 and id != 2 and id != null

咱們知道，id != null 結果是個未知值, null. 而任意值和 null 進行 and 運算的結果都是 null, 因此至關於沒有其餘條件. 那麼出這種結果的緣由就是 null 的邏輯值不爲 true.

若是條件調換過來, 查詢結果就沒有問題。 如今咱們查詢有package的用戶.

select * from users 

where id in (select user_id from packages)

一樣咱們可使用簡單的例子:

select * from users

where id in (1, 2, null)

這條SQL被轉換爲:

select * from users 

where id = 1 or id = 2 or id = null

由於 where 子句中是一串的 or 條件，因此其中某個的結果爲 null 也是可有可無的。非真(non-true)值並不影響子句中其餘部分的計算結果,至關於被忽略了。

Null與排序

在排序時, null 值被認爲是最大的. 在降序排序時(descending)這會讓你很是頭大,由於 null值排在了最前面。

下面這個查詢是爲了根據得分顯示用戶排名, 但它將沒有得分的用戶排到了最前面!

select name, points

from users

order by 2 desc;

– points 爲 null 的記錄排在全部記錄以前!

解決這類問題有兩種思路。最簡單的一種是用 coalesce 消除 null的影響:

– 在輸出時將 null 轉換爲 0 :

select name, coalesce(points, 0)

from users

order by 2 desc;

– 輸出時保留 null, 但排序時轉換爲 0 :

select name, points

from users

order by coalesce(points, 0) desc;

還有一種方式須要數據庫的支持，指定排序時將 null 值放在最前面仍是最後面:

select name, coalesce(points, 0)

from users

order by 2 desc nulls last;

固然， null 也能夠用來防止錯誤的發生，好比處理除數爲0的數學運算錯誤。

被 0 除

除數爲0是一個很是 egg-painfull 的錯誤。昨天還運行得好好的SQL，忽然被0除一會兒就出錯了。一個經常使用的解決方法是先用 case 語句判斷分母(denominator)是否爲0，再進行除法運算。

select case when num_users = 0 then 0 

else total_sales/num_users end;

ase 語句的方式其實很難看，並且分母被重複使用了。若是是簡單的狀況還好，若是分母是個很複雜的表達式，那麼悲劇就來了： 很難讀，很難維護和修改,一不當心就是一堆BUG.

這時候咱們能夠看看 null 的好處. 使用 nullif 使得分母爲0時變成 null. 這樣就再也不報錯, num_users = 0 時返回結果變爲 null.

select total_sales/nullif(num_users, 0);

nullif 是將其餘值轉爲 null, 而Oracle的 nvl 是將 null 轉換爲其餘值。

若是不想要 null，而是但願轉換爲 0 或者其餘數， 則能夠在前一個SQL的基礎上使用 coalesce函數:

select coalesce(total_sales/nullif(num_users, 0), 0);

null 再轉換回0

總結

Tony Hoare 也許會後悔本身的錯誤, 但至少 null 存在的問題很容易地就解決了. 那麼快去練練新的大招吧，今後遠離 null 挖出來的無效大坑(nullifying)!