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 

     一个 多中国小孩参加国外的脱口秀节目,可能性语言不通,于是找了一个 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:"跟跟我说那些 ?"

    电视机前的观众:"我为什么么么会怪怪的蒙?" 

NULL

  NULL 用于表示缺失的值或遗漏的未知数据,都不 五种具体类型的值。数据表中的 NULL 值表示该值处于的字段为空,值为 NULL 的字段这么 值,尤其要明白的是:NULL 值与 0 可能性空字符串是不同的。

  五种 NULL

    五种说法大伙儿儿可能性会人太好很奇怪,可能性 SQL 里只处于五种 NULL 。然而在讨论 NULL 时,大伙儿儿一般后会将它分成五种类型来思考:“未知”(unknown)和“不适用”(not applicable,inapplicable)。

    以“我本来知道戴墨镜的人眼睛是那些颜色”五种清况 为例,五种人的眼睛肯定是有颜色的,本来可能性他不摘掉眼镜,别人就我本来知道他的眼睛是那些颜色。这就叫作未知。而“我本来知道冰箱的眼睛是那些颜色”则属于“不适用”。可能性冰箱根本就这么 眼睛,不让 不让 不让 不让 “眼睛的颜色”五种属性并非 适用于冰箱。“冰箱的眼睛的颜色”五种说法和“圆的体积”“男性的分娩次数”一样,都不 这么 意义的。平时,大伙儿儿习惯了说“我本来知道”,本来“我本来知道”也分不让 不让 不让 不让 种。“不适用”五种清况 下的 NULL ,在语义上更接近于“无意义”,而都不 “不挑选”。这里总结一下:“未知”指的是“人太好现在我本来知道,但换成不让 不让 条件后就还都可以 知道”;而“不适用”指的是“无论为什么么么会努力都无法知道”。

    关系模型的发名者 E.F. Codd 最先给出了五种分类。下图是他对“丢失的信息”的分类

  为那些前要写成“IS NULL”,而都不 “= NULL”

    我相信不少人有原来的困惑吧,尤其是相信刚学 SQL 的小伙伴。大伙儿儿来看个具体的案例,假设大伙儿儿有如下表以及数据

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(1000) NOT NULL COMMENT '名称',
    remark VARCHAR(10000) COMMENT '备注',
    primary key(id)
) COMMENT 'NULL样例';

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

    大伙儿儿要查询备注为 NULL 的记录(为 NULL 五种叫法五种是不对的,本来大伙儿儿日常中可能性叫习惯了,具体往下看),为什么么么会查,不让 不让 不让 不让 新手会写出原来的 SQL

-- SQL 不报错,但查不在

结果
SELECT * FROM t_sample_null WHERE remark = NULL;

    执行时不报错,本来查不在 大伙儿儿你要 的结果, 这是为那些了 ? 五种什么的问题大伙儿儿先放着,大伙儿儿往下看

三值逻辑

  五种三值逻辑都不 三目运算,指的是一个 多逻辑值,另一每个人可能性有什么的问题了,逻辑值都不 这么 真(true)和假(false)吗,哪来的第一个 多? 说这话时大伙儿儿前要注意处于的环境,在主流的编程语言中(C、JAVA、Python、JS等)中,逻辑值人太好这么 2 个,但在 SQL 中却处于第一个 多逻辑值:unknown。这怪怪的这类于于大伙儿儿平时所说的:对、错、我本来知道。

  逻辑值 unknown 和作为 NULL 的五种的 UNKNOWN (未知)是不同的东西。前者是明确的布尔型的逻辑值,后者既都不 值都不 的是变量。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。为了让大伙儿儿理解两者的不同,大伙儿儿来看一个 多 x=x 原来的简单等式。x 是逻辑值 unknown 时,x=x 被判断为 true ,而 x 是 UNKNOWN 时被判断为 unknown 

-- 五种是明确的逻辑值的比较
unknown = unknown → true

-- 五种合适NULL = NULL
UNKNOWN = UNKNOWN → unknown

   三值逻辑的逻辑值表

    NOT

    AND

    OR

    图中湖蓝色帕累托图是三值逻辑中独有的运算,这在二值逻辑中是这么 的。其余的 SQL 谓词全部都能由五种一个 多逻辑运算组合而来。从五种意义上讲,五种几个逻辑表还都可以 说是 SQL 的母体(matrix)。

    NOT 语录,可能性逻辑值表比较简单,不让 不让 不让 不让 很好记;本来对于 AND 和 OR,可能性组合出来的逻辑值较多,不让 不让 不让 不让 全部记住非常困难。为了便于记忆,请注意五种一个 多逻辑值之间有下面原来的优先级顺序。

      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。这类于 true AND unknown ,可能性 unknown 的优先级更高,不让 不让 不让 不让 结果是 unknown 。而 true OR unknown 语录,可能性 true 优先级更高,不让 不让 不让 不让 结果是 true 。记住五种顺序后就能更方便地进行三值逻辑运算了。怪怪的前要记住的是,当 AND 运算中饱含 unknown 时,结果肯定不让是 true (反之,可能性AND 运算结果为 true ,则参与运算的双方前要都为 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”

    大伙儿儿再回到什么的问题:为那些前要写成“IS NULL”,而都不 “= NULL”

    对 NULL 使用比较谓词后得到的结果经常 unknown 。而查询结果只会饱含 WHERE 子句里的判断结果为 true 的行,不让饱含判断结果为 false 和 unknown 的行。不本来等号,对 NULL 使用不让 不让 比较谓词,结果都不 的是一样的。不让 不让 不让 不让 无论 remark 是都不 NULL ,比较结果都不 unknown ,这么 永远这么 结果返回。以下的式子后会被判为 unknown

-- 以下的式子后会被判为 unknown
= NULL
> NULL
< NULL
<> NULL
NULL = NULL

    这么 ,为那些对 NULL 使用比较谓词后得到的结果永远可能性性为真呢?这是可能性,NULL 既都不 值都不 的是变量。NULL 本来一个 多表示“这么 值”的标记,而比较谓词只适用于值。本来,对并非 值的 NULL 使用比较谓词原来本来这么 意义的。“列的值为 NULL ”、“NULL 值” 原来的说法五种本来错误的。可能性 NULL都不 值,不让 不让 不让 不让 不在 定义域(domain)中。相反,可能性另一每个人认为 NULL 是值,这么 大伙儿儿还都可以 倒过来想一下:它是那些类型的值?关系数据库中处于的值必然属于五种类型,比如字符型或数值型等。不让 不让 不让 不让 ,因此我我 NULL 是值,这么 它就前要属于五种类型。

    NULL 容易被认为是值的导致 三个白 多。第一个 多是高级编程语言上方,NULL 被定义为了一个 多常量(不让 不让 不让 不让 语言将其定义为了整数0),这导致 了大伙儿儿的混淆。本来,SQL 里的 NULL 和不让 不让 编程语言里的 NULL 是全部不同的东西。第三个白导致 是,IS NULL 原来的谓词是由一个 多单词构成的,不让 不让 不让 不让 大伙儿儿容易把 IS 当作谓词,而把 NULL 当作值。怪怪的是 SQL 里还有 IS TRUE 、IS FALSE 原来的谓词,大伙儿儿由此类推,从而原来认为都不 的是这么 道理。本来正如讲解标准 SQL 的书里提醒大伙儿注意的那样,大伙儿儿应该把 IS NULL 看作是一个 多谓词。本来,写成 IS_NULL 原来跟我说更合适。

温柔的陷阱

  比较谓词和 NULL

    排中律不成立

      排中律指同一个 多思维过程中,一个 多相互矛盾的思想这么 同假,必有一真,即“要么A要么非A”

      假设大伙儿儿有学生表: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(1000) NOT NULL COMMENT '名称',
    age INT(3) COMMENT '年龄',
    remark VARCHAR(10000) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '备注',
    primary key(id)
) COMMENT '学生信息';

INSERT INTO t_student(name, age)
VALUE('zhangsan', 25),('wangwu', 1000),('bruce', 32),('yzb', NULL),('boss', 18);

SELECT * FROM t_student;
View Code

      表中数据 yzb 的 age 是 NULL,也本来说 yzb 的年龄未知。在现实世界里,yzb 是 20 岁,可能性都不 20 岁,二者必居其一,这毫无什么的问题是一个 多真命题。这么 在 SQL 的世界里了,排中律还适用吗? 大伙儿儿来看一个 多 SQL 

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

      咋一看,这不本来查询表中全部记录吗? 大伙儿儿来看下实际结果

      yzb 没查出来,这是为那些了?大伙儿儿来分析下,yzb 的 age 是 NULL,这么 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 语录的查询结果里这么 判断结果为 true 的行。要想让 yzb 再次再次出现在结果里,前要换成下面原来的 “第 3 个条件”

-- 换成 3 个条件:年龄是20 岁,可能性都不

20 岁,可能性年龄未知
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

      五种 CASE 表达式一定不让返回 ×。这是可能性,第三个白 WHEN 子句是 col_1 = NULL 的缩写形式。正如大伙儿儿所知,五种式子的逻辑值永远是 unknown ,本来 CASE 表达式的判断最好的方式与 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来使用搜索 CASE 表达式

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

  NOT IN 和 NOT EXISTS 都不 等价的

    大伙儿儿在对 SQL 语录进行性能优化时,经常用到的一个 多技巧是将 IN 改写成 EXISTS ,这是等价改写,并这么 那些什么的问题。本来,将 NOT IN 改写成 NOT EXISTS 时,结果并非 一样。

    大伙儿儿来看个例子,大伙儿儿有如下两张表: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(1000) NOT NULL COMMENT '名称',
    age INT(3) COMMENT '年龄',
    city VARCHAR(1000) NOT NULL COMMENT '城市',
    remark VARCHAR(10000) 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', 1000, '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(1000) NOT NULL COMMENT '名称',
    age INT(3) COMMENT '年龄',
    city VARCHAR(1000) NOT NULL COMMENT '城市',
    remark VARCHAR(10000) 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,也本来查询出 :马化腾 和 李彦宏,五种 SQL 该要怎样写,像原来?

-- 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'
);

    大伙儿儿来看下执行结果

    大伙儿儿发现结果是空,查询这么 任何数据,这是为那些了 ?这里 NULL 又后后开始作怪了,大伙儿儿一步一步来看看究竟处于了那些

    还都可以 看出,在进行了一系列的转换后,这么 三根记录在 WHERE 子句里被判断为 true 。也本来说,可能性 NOT IN 子查询中用到的表里被挑选的列中处于 NULL ,则 SQL 语录整体的查询结果永远是空。这是很可怕的什么的问题!

    为了得到正确的结果,大伙儿儿前要使用 EXISTS 谓词

-- 正确的SQL 语录: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,大伙儿儿再来一步一步地看看这段 SQL 是要怎样处里年龄为 NULL 的行的

    也本来说,yzb 被作为 “与任何人的年龄都不 同的人” 来处里了。EXISTS 只会返回 true 可能性false,永远不让返回 unknown。本来都不 了 IN 和 EXISTS 还都可以 互相替换使用,而 NOT IN和 NOT EXISTS 却不还都可以 互相替换的混乱什么的问题。

  还有不让 不让 不让 不让 的陷阱,比如:限定谓词和 NULL、限定谓词和极值函数都不 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,都不 五种具体类型的值,这么 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 整个是一个 多谓词,而都不 :IS 是谓词,NULL 是值;这类于的还有 IS TRUE、IS FALSE

  4、要想处里 NULL 带来的各种什么的问题,最佳最好的方式应该是往表里换成 NOT NULL 约束来尽力排除 NULL

    我的项目饱含个硬性规定:所有字段前本来 NOT NULL,建表的原来就换成此约束

参考

  《SQL进阶教程》

navicat

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