MySQL 学习笔记（11）— NULL 与逻辑运算符、NULL 空值比较、空值排序、空值函数、GROUP BY 子句和 DISTINCT运算符的空值
参考链接：
https://gitbook.cn/gitchat/column/undefined/topic/5db92b4ea9c3a53bc3800efc
1. 空值与三值逻辑
SQL 中的空值（ NULL ）是一个特殊的值，代表了缺失/未知的数据或者不适用的情况。对于大多数的编程语言而言，逻辑运算的结果只有两种情况：真（ Ture ）或者假（ False ）。但是对于 SQL 而言，逻辑运算结果存在三种情况：真、假或者未知（ Unknown ）。对于 SQL 查询中的 WHERE 条件，只有结果为真的数据才会返回，结果为假或者未知都不会返回。
因此， SQL 中的逻辑运算符 AND 、 OR 以及 NOT 的结果也存在三种情况。
1.1 AND 操作符的逻辑真值表
| AND 操作符 | TRUE | FALSE | NULL |
|---|---|---|---|
| TRUE | TRUE | FALSE | NULL |
| FALSE | FALSE | FALSE | FALSE |
| NULL | NULL | FALSE | NULL |
AND 操作符只有当两边的结果都为真时，最终结果才为真；否则结果为假或者未知，意味着不返回结果。
1.2 OR 操作符的逻辑真值表
| OR 操作符 | TRUE | FALSE | NULL |
|---|---|---|---|
| TRUE | TRUE | TRUE | TRUE |
| FALSE | TRUE | FALSE | NULL |
| NULL | TRUE | NULL | NULL |
OR 操作符只要有一个结果为真，最终结果就为真；否则结果为假或者未知，意味着不返回结果。
1.3 NOT 操作符的逻辑真值表
| NOT 操作符 | |
|---|---|
| TRUE | FALSE |
| FALSE | TRUE |
| NULL | NULL |
NOT 操作符用于取反操作，对于未知结果取反结果还是未知。
2. 空值比较与运算
任何值与 NULL 值进行比较时，结果无法确认是真还是假。以下比较运算的结果都是未知：
NULL = 0
NULL != 0
NULL > 1
NULL = NULL
NULL != NULL
NULL 等于 NULL 的运算结果未知， NULL 不等于 NULL 的运算结果也未知。因此，为了判断某个值是否为空，SQL 提供了 IS NULL 和 IS NOT NULL 谓词：
另外，当表达式或者函数涉及 NULL 值时，通常结果也是 NULL 值。例如，以下运算的结果都为空：
SELECT 100 + NULL, UPPER(NULL)
FROM employee
WHERE emp_id = 1;
100 + NULL|UPPER(NULL)|
----------|-----------|
| |
不过也存在一些例外，比如：
SELECT CONCAT('hello', NULL)
FROM employee
WHERE emp_id = 1;
该查询只有在 MySQL 返回 NULL ， CONCAT 函数在 Oracle 、 SQL Server 以及 PostgreSQL 中将 NULL 当作空字符串处理，返回字符串“hello”。由于不同数据库采取了不同的实现，因此在使用时这些函数时需要小心。
3. 空值排序
由于 SQL 标准没有提出明确要求空值的排序规则，导致在不同的数据库中存在两种空值排序方式：
Oracle和PostgreSQL，升序时空值排在最后，降序时空值排在最前；同时支持使用NULLS FIRST和NULLS LAST指定空值的顺序；MySQL和SQL Server，升序时空值排在最前，降序时空值排在最后。
4. 空值函数
SQL 中定义了两个与空值转换相关的函数： NULLIF 和 COALESCE 。
4.1 NULLIF
NULLIF(expr1, expr2) 函数接受 2 个参数，如果第一个参数等于第二个参数，返回 NULL ；否则，返回第一个参数的值。
SELECT NULLIF(1, 2),
NULLIF(3, 3)
FROM employee
WHERE emp_id = 1;
NULLIF(1, 2)|NULLIF(1, 1)|
------------|------------|
1| [NULL]|
因为 1 不等于 2，该查询的第一列结果为 1；因为 3 等于 3，第二列结果为 NULL 。
NULLIF 函数的一个常见用途是防止除零错误：
-- 除零错误
SELECT *
FROM employee
WHERE 1 / 0 = 1;
-- 避免除零错误
SELECT *
FROM employee
WHERE 1 / NULLIF(0 , 0) = 1;
第一个查询中被除数为 0，出现除零错误（MySQL 可能不会提示错误）；第二个查询使用 NULLIF 函数将被除数 0 转换为 NULL ，整个结果为 NULL 。
4.2 COALESCE
COALESCE(expr1, expr2, expr3, ...) 函数接受一个参数列表，并且返回第一个非空的参数；如果所有参数都为空，返回 NULL 。
以下示例用于查询员工的总收入：
SELECT emp_name,
salary*12 + bonus AS "年收入",
salary*12 + COALESCE(bonus, 0) AS "年收入"
FROM employee
WHERE emp_id <= 6;
emp_name|年收入 |年收入 |
--------|---------|---------|
刘备 |370000.00|370000.00|
关羽 |322000.00|322000.00|
张飞 |298000.00|298000.00|
诸葛亮 |296000.00|296000.00|
黄忠 | [NULL]| 96000.00|
魏延 | [NULL]| 90000.00|
该查询中的第三列利用 COALESCE 函数将奖金为空的数据转换为 0，得到了正确的年收入。
4.3 专有函数
除了 SQL 标准中定义的表达式之外，许多数据库还实现了一些类似的扩展函数：
Oracle提供了NVL(expr1, expr2)以及NVL2(expr1, expr2, expr3)函数；MySQL提供了IFNULL(expr1, expr2)以及IF(expr1, expr2, expr3)函数；SQL Server提供了ISNULL(expr1, expr2)函数。
MySQL 提供了 IFNULL(expr1, expr2) 函数。该函数用于返回第一个非空的参数值，相当于只有两个参数的 COALESCE 函数。以下查询也返回员工的总收入：
-- MySQL 实现
SELECT emp_name,
salary*12 + IFNULL(bonus, 0) AS "年收入"
FROM employee
WHERE emp_id <= 6;
MySQL 提供了类似于 NVL2 的 IF(expr1, expr2, expr3) 函数。它接受三个参数，如果第一个参数为真（expr1 <> 0 并且 expr1 不为空），返回第二个参数的值；否则，返回第三个参数的值。以下查询同样返回员工的总收入：
-- MySQL 实现
SELECT emp_name,
IF(bonus, salary*12 + bonus, salary*12) AS "年收入"
FROM employee
WHERE emp_id <= 6;
5. 分组与聚合函数中的空值
GROUP BY 子句、 DISTINCT 运算符将所有的空值视为相同，因此将它们分为一组。虽然许多员工没有奖金，以下查询的结果中只有一个 NULL 值：
SELECT DISTINCT bonus
FROM employee;
SELECT bonus
FROM employee
GROUP BY bonus;
该查询的结果如下：
bonus |
--------|
10000.00|
8000.00|
[NULL]|
5000.00|
6000.00|
2000.00|
1500.00|
6. NOT IN 中的空值
IN 操作符用于查询位于列表之中的数据， NOT IN 用于查询不位于列表中的数据。以下是一个 IN 操作符的示例：
SELECT emp_id
FROM employee
WHERE emp_id IN (1, 2, 3, NULL);
emp_id|
------|
1|
2|
3|
该查询的结果返回了 3 条记录，因为他们的员工编号位于列表之中。接下来使用 NOT IN 查询不在列表中的数据：
SELECT emp_id
FROM employee
WHERE emp_id NOT IN (1, 2, 3, NULL);
emp_id|
------|
该查询没有返回任何结果。原因在于 IN 操作符使用等号（ = ）依次与列表中的数据进行比较，该查询等价于以下形式：
SELECT emp_id
FROM employee
WHERE emp_id != 1
AND emp_id != 2
AND emp_id != 3
AND emp_id != NULL;
任何值与 NULL 比较的结果都是未知；因此没有数据满足该条件，也就没有返回结果。
为了避免各种情况下空值可能带来的问题，可以利用 SQL 提供的空值处理函数将 NULL 值转换为其他数据。