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 

     另另一一三个白多中国小孩参加国外的脱口秀节目,是因为语言不通,于是找了另另一一三个白多翻译。

    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:"你爱不爱我那先 ?"

    电视机前的观众:"我要怎样不得劲蒙?" 

NULL

  NULL 用于表示缺失的值或遗漏的未知数据,也有你你这个具体类型的值。数据表中的 NULL 值表示该值所处的字段为空,值为 NULL 的字段没法值,尤其要明白的是:NULL 值与 0 是因为空字符串是不同的。

  你你这个 NULL

    你你你这个说法当我门我门我门 都 是因为会不言而喻很奇怪,是因为 SQL 里只所处你你这个 NULL 。然而在讨论 NULL 时,当我门我门我门 都 一般也有将它分成你你这个类型来思考:“未知”(unknown)和“不适用”(not applicable,inapplicable)。

    以“问你戴墨镜的人眼睛是那先 颜色”你你你这个情况报告为例,你你你这个及 的眼睛肯定是有颜色的,因此是因为他不摘掉眼镜,别人就问你他的眼睛是那先 颜色。这就叫作未知。而“问你冰箱的眼睛是那先 颜色”则属于“不适用”。是因为冰箱根本就没法眼睛,全都“眼睛的颜色”你你你这个属性不言而喻适用于冰箱。“冰箱的眼睛的颜色”你你你这个说法和“圆的体积”“男性的分娩次数”一样,也有没法意义的。平时,当我门我门我门 都 习惯了说“问你”,因此“问你”也分全都种。“不适用”你你你这个情况报告下的 NULL ,在语义上更接近于“无意义”,而也有“不选折 ”。这里总结一下:“未知”指的是“不言而喻现在问你,但加在许多条件后就都须要知道”;而“不适用”指的是“无论要怎样努力都无法知道”。

    关系模型的发明家 的故事者 E.F. Codd 最先给出了你你你这个分类。下图是他对“丢失的信息”的分类

  为那先 须要写成“IS NULL”,而也有“= NULL”

    我相信不少人有原本的困惑吧,尤其是相信刚学 SQL 的小伙伴。当我门我门我门 都 来看个具体的案例,假设当我门我门我门 都 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(200) NOT NULL COMMENT '名称',
    remark VARCHAR(2000) COMMENT '备注',
    primary key(id)
) COMMENT 'NULL样例';

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

    当我门我门我门 都 要查询备注为 NULL 的记录(为 NULL 你你你这个叫法你你这个是不对的,全都 当我门我门我门 都 日常中是因为叫习惯了,具体往下看),要怎样查,全都新手会写出原本的 SQL

-- SQL 不报错,但查没哟结果
SELECT * FROM t_sample_null WHERE remark = NULL;

    执行时不报错,因此查没哟当我门我门我门 都 我应该 的结果, 这是为那先 了 ? 你你你这个问题报告 当我门我门我门 都 先放着,当我门我门我门 都 往下看

三值逻辑

  你你你这个三值逻辑也有三目运算,指的是另另一一三个白多逻辑值,其他同学是因为有问题报告 了,逻辑值也有可不都上能 才能 真(true)和假(false)吗,哪来的第另另一一三个白多? 说这话时当我门我门我门 都 须要注意所处的环境,在主流的编程语言中(C、JAVA、Python、JS等)中,逻辑值不言而喻可不都上能 才能 2 个,但在 SQL 中却所处第另另一一三个白多逻辑值:unknown。这不得劲例如于当我门我门我门 都 平时所说的:对、错、问你。

  逻辑值 unknown 和作为 NULL 的你你这个的 UNKNOWN (未知)是不同的东西。前者是明确的布尔型的逻辑值,后者既也有值全都 是变量。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。为了当我门我门我门 歌词 都 理解两者的不同,当我门我门我门 都 来看另另一一三个白多 x=x 原本的简单等式。x 是逻辑值 unknown 时,x=x 被判断为 true ,而 x 是 UNKNOWN 时被判断为 unknown 

-- 你你你这个是明确的逻辑值的比较
unknown = unknown → true

-- 你你你这个合适NULL = NULL
UNKNOWN = UNKNOWN → unknown

   三值逻辑的逻辑值表

    NOT

    AND

    OR

    图中湖蓝色偏离 是三值逻辑中独有的运算,这在二值逻辑中是没法的。其余的 SQL 谓词全版都能由这另另一一三个白多逻辑运算组合而来。从你你你这个意义上讲,你你你这个十好多个 逻辑表都须要说是 SQL 的母体(matrix)。

    NOT 励志的话 ,是因为逻辑值表比较简单,全都很好记;因此对于 AND 和 OR,是因为组合出来的逻辑值较多,全都全版记住非常困难。为了便于记忆,请注意这另另一一三个白多逻辑值之间有下面原本的优先级顺序。

      AND 的情况报告: false > unknown > true

      OR 的情况报告: true > unknown > false

    优先级高的逻辑值会决定计算结果。例如 true AND unknown ,是因为 unknown 的优先级更高,全都结果是 unknown 。而 true OR unknown 励志的话 ,是因为 true 优先级更高,全都结果是 true 。记住你你你这个顺序后就能更方便地进行三值逻辑运算了。不得劲须要记住的是,当 AND 运算中含有 unknown 时,结果肯定不需可是我 true (反之,是因为AND 运算结果为 true ,则参与运算的双方须要都为 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”

    当我门我门我门 都 再回到问题报告 :为那先 须要写成“IS NULL”,而也有“= NULL”

    对 NULL 使用比较谓词后得到的结果一直 unknown 。而查询结果只会含有 WHERE 子句里的判断结果为 true 的行,不需要含有判断结果为 false 和 unknown 的行。不全都 等号,对 NULL 使用许多比较谓词,结果全都 是一样的。全都无论 remark 是也有 NULL ,比较结果也有 unknown ,没法永远没法结果返回。以下的式子也有被判为 unknown

-- 以下的式子也有被判为 unknown
= NULL
> NULL
< NULL
<> NULL
NULL = NULL

    没法,为那先 对 NULL 使用比较谓词后得到的结果永远不是因为为真呢?这是是因为,NULL 既也有值全都 是变量。NULL 全都 另另一一三个白多表示“没法值”的标记,而比较谓词只适用于值。因此,对不言而喻值的 NULL 使用比较谓词原本全都 没法意义的。“列的值为 NULL ”、“NULL 值” 原本的说法你你这个全都 错误的。是因为 NULL也有值,全都没哟定义域(domain)中。相反,是因为其他同学认为 NULL 是值,没法当我门我门我门 都 都须要倒过来想一下:它是那先 类型的值?关系数据库中所处的值必然属于你你这个类型,比如字符型或数值型等。全都,可是我 NULL 是值,没法它就须要属于你你这个类型。

    NULL 容易被认为是值的是因为有另另一一三个白多。第另另一一三个白多是高级编程语言底下,NULL 被定义为了另另一一三个白多常量(全都语言将其定义为了整数0),这是因为了当我门我门我门 都 的混淆。因此,SQL 里的 NULL 和许多编程语言里的 NULL 是全版不同的东西。第十个 是因为是,IS NULL 原本的谓词是由另另一一三个白多单词构成的,全都当我门我门我门 都 容易把 IS 当作谓词,而把 NULL 当作值。不得劲是 SQL 里还有 IS TRUE 、IS FALSE 原本的谓词,当我门我门我门 都 由此类推,从而原本认为全都 是没法道理。因此正如讲解标准 SQL 的书里提醒当我门我门我门 都 注意的那样,当我门我门我门 都 应该把 IS NULL 看作是另另一一三个白多谓词。因此,写成 IS_NULL 原本你爱不爱我更合适。

温柔的陷阱

  比较谓词和 NULL

    排中律不成立

      排中律指同另另一一三个白多思维过程中,另另一一三个白多相互矛盾的思想可不都上能 同假,必有一真,即“要么A要么非A”

      假设当我门我门我门 都 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(200) NOT NULL COMMENT '名称',
    age INT(3) COMMENT '年龄',
    remark VARCHAR(2000) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '备注',
    primary key(id)
) COMMENT '学生信息';

INSERT INTO t_student(name, age)
VALUE('zhangsan', 25),('wangwu', 200),('bruce', 32),('yzb', NULL),('boss', 18);

SELECT * FROM t_student;
View Code

      表中数据 yzb 的 age 是 NULL,也全都 说 yzb 的年龄未知。在现实世界里,yzb 是 20 岁,是因为也有 20 岁,二者必居其一,这毫无问题报告 是另另一一三个白多真命题。没法在 SQL 的世界里了,排中律还适用吗? 当我门我门我门 都 来看另另一一三个白多 SQL 

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

      咋一看,这不全都 查询表中全版记录吗? 当我门我门我门 都 来看下实际结果

      yzb 没查出来,这是为那先 了?当我门我门我门 都 来分析下,yzb 的 age 是 NULL,没法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 励志的话 的查询结果里可不都上能 才能 判断结果为 true 的行。要想让 yzb 一直再次出现在结果里,须要加在下面原本的 “第 3 个条件”

-- 加在 3 个条件:年龄是20 岁,是因为也有20 岁,是因为年龄未知
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

      你你你这个 CASE 表达式一定不需要返回 ×。这是是因为,第十个 WHEN 子句是 col_1 = NULL 的缩写形式。正如当我门我门我门 都 所知,你你你这个式子的逻辑值永远是 unknown ,因此 CASE 表达式的判断法律依据 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原本使用搜索 CASE 表达式

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

  NOT IN 和 NOT EXISTS 也有等价的

    当我门我门我门 都 在对 SQL 励志的话 进行性能优化时,一直用到的另另一一三个白多技巧是将 IN 改写成 EXISTS ,这是等价改写,并没法那先 问题报告 。因此,将 NOT IN 改写成 NOT EXISTS 时,结果不言而喻一样。

    当我门我门我门 都 来看个例子,当我门我门我门 都 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(200) NOT NULL COMMENT '名称',
    age INT(3) COMMENT '年龄',
    city VARCHAR(200) NOT NULL COMMENT '城市',
    remark VARCHAR(2000) 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', 200, '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(200) NOT NULL COMMENT '名称',
    age INT(3) COMMENT '年龄',
    city VARCHAR(200) NOT NULL COMMENT '城市',
    remark VARCHAR(2000) 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,也全都 查询出 :马化腾 和 李彦宏,你你你这个 SQL 该要怎样写,像原本?

-- 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'
);

    当我门我门我门 都 来看下执行结果

    当我门我门我门 都 发现结果是空,查询可不都上能 任何数据,这是为那先 了 ?这里 NULL 又结束了了英语 了了作怪了,当我门我门我门 都 一步一步来看看究竟所处了那先

    都须要看出,在进行了一系列的转换后,没法根小记录在 WHERE 子句里被判断为 true 。也全都 说,是因为 NOT IN 子查询中用到的表里被选折 的列中所处 NULL ,则 SQL 励志的话 整体的查询结果永远是空。这是很可怕的问题报告 !

    为了得到正确的结果,当我门我门我门 都 须要使用 EXISTS 谓词

-- 正确的SQL 励志的话

: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,当我门我门我门 都 再来一步一步地看看这段 SQL 是要怎样处置年龄为 NULL 的行的

    也全都 说,yzb 被作为 “与任何人的年龄也有同的人” 来处置了。EXISTS 只会返回 true 是因为false,永远不需要返回 unknown。因此也有了 IN 和 EXISTS 都须要互相替换使用,而 NOT IN和 NOT EXISTS 却不都须要互相替换的混乱问题报告 。

  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也有等价的、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,也有你你这个具体类型的值,可不都上能 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 整个是另另一一三个白多谓词,而也有:IS 是谓词,NULL 是值;例如的还有 IS TRUE、IS FALSE

  4、要想处置 NULL 带来的各种问题报告 ,最佳法律依据 应该是往表里加在 NOT NULL 约束来尽力排除 NULL

    我的项目含有个硬性规定:所有字段须可是我 NOT NULL,建表的很久就加在此约束

参考

  《SQL进阶教程》

navicat

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