讀SQL進階教程筆記02_三值邏輯和NULL

来源:https://www.cnblogs.com/lying7/archive/2023/03/30/17270439.html
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1. 三值邏輯 1.1. 真 1.1.1. true 1.2. 假 1.2.1. false 1.3. 不確定 1.3.1. unknown 2. 兩種NULL 2.1. 未知”（unknown） 2.1.1. 不知道戴墨鏡的人眼睛是什麼顏色 2.1.2. 雖然現在不知道，但加上某些條件後就可以知道 ...


1. 三值邏輯

1.1. 真

  • 1.1.1. true

1.2. 假

  • 1.2.1. false

1.3. 不確定

  • 1.3.1. unknown

2. 兩種NULL

2.1. 未知”（unknown）

  • 2.1.1. 不知道戴墨鏡的人眼睛是什麼顏色

  • 2.1.2. 雖然現在不知道，但加上某些條件後就可以知道

2.2. “不適用”（not applicable,inapplicable）

  • 2.2.1. 不知道冰箱的眼睛是什麼顏色

  • 2.2.2. 在語義上更接近於“無意義”

  • 2.2.3. 而不是“不確定”

  • 2.2.4. 無論怎麼努力都無法知道

2.3. Codd提倡在關係資料庫中使用四值邏輯

  • 2.3.1. 現在所有的DBMS都將兩種類型的NULL歸為了一類並採用了三值邏輯

2.4. 資料庫里只要存在一個NULL，查詢的結果就可能不正確

2.5. 最佳方法應該是往表裡添加NOT NULL約束來儘力排除NULL

3. IS NULL

3.1. 謂詞

3.2. 對NULL使用比較謂詞後得到的結果總是unknown

  • 3.2.1. --以下的式子都會被判為 unknown

       1 = NULL
   2 ＞ NULL
   3 ＜ NULL
   4 ＜＞ NULL
   NULL = NULL

  • 3.2.2. 比較謂詞只適用於值

    • 3.2.2.1. NULL不是值，所以不能對其使用謂詞

3.3. 查詢結果只會包含WHERE子句里的判斷結果為true的行

  • 3.3.1. 不會包含判斷結果為false和unknown的行

3.4. NULL既不是值也不是變數

  • 3.4.1. NULL只是一個表示“沒有值”的標記

  • 3.4.2. 因為NULL不是值，所以不在定義域（domain）中

3.5. IS NULL這樣的謂詞是由兩個單詞構成的，所以人們容易把IS當作謂詞，而把NULL當作值

4. 三值邏輯

4.1. AND的情況： false ＞ unknown ＞ true

  • 4.1.1. 優先順序

4.2. OR的情況： true ＞ unknown ＞ false

  • 4.2.1. 優先順序

5. 排中律

5.1. Law of Excluded Middle

5.2. “把命題和它的否命題通過‘或者’連接而成的命題全都是真命題”這個命題在二值邏輯中被稱為排中律

5.3. 在SQL的世界里，排中律是不成立的

5.4. 示例

  • 5.4.1. --查詢年齡是20歲或者不是20歲的學生

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

  • 5.4.2. --1．約翰年齡是NULL（未知的NULL！

       SELECT ＊
     FROM Students
    WHERE age = NULL
       OR age ＜＞ NULL;

  • 5.4.3. --2．對NULL使用比較謂詞後，結果為unknown

       SELECT ＊
     FROM Students
    WHERE unknown
       OR unknown;

  • 5.4.4. --3.unknown OR unknown的結果是unknown

       SELECT ＊
     FROM Students
    WHERE unknown;

  • 5.4.5. SQL語句的查詢結果里只有判斷結果為true的行

    • 5.4.5.1. --添加第3個條件：年齡是20歲，或者不是20歲，或者年齡未知
       SELECT ＊
     FROM Students
    WHERE age = 20
       OR age ＜＞ 20
       OR age IS NULL;

6. CASE表達式

6.1. 示例

  • 6.1.1. --col_1為1時返回○、為NULL時返回×的CASE表達式？

       CASE col_1
     WHEN 1     THEN'○'
     WHEN NULL  THEN'×'
   END

  • 6.1.2. CASE表達式一定不會返回×

    • 6.1.2.1. 第二個WHEN子句是col_1 = NULL的縮寫形式

  • 6.1.3.

    CASE WHEN col_1 = 1 THEN'○'

       WHEN col_1 IS NULL THEN'×'
    END

6.2. CASE表達式的判斷方法與WHERE子句一樣，只認可真值為true的條件

7. NOT EXISTS

7.1. IN改寫成EXISTS是等價改寫

7.2. NOT IN和NOT EXISTS不是等價的

7.3. 示例

  • 7.3.1. B班山田的年齡是NULL

  • 7.3.2. --查詢與B班住在東京的學生年齡不同的A班學生的SQL語句？

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE age NOT IN ( SELECT age
                         FROM Class_B
                       WHERE city =’東京’);
    • 7.3.2.1. 結果是空，查詢不到任何數據

  • 7.3.3. --正確的SQL語句：拉里和伯傑將被查詢到

       SELECT ＊
     FROM Class_A  A
    WHERE NOT EXISTS ( SELECT ＊
                         FROM Class_B B
                       WHERE A.age = B.age
                         AND B.city = ’東京’);

  • 7.3.4. --1．執行子查詢，獲取年齡列表

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE age NOT IN (22, 23, NULL);
    • 7.3.4.1. --1．在子查詢里和NULL進行比較運算
       SELECT ＊
     FROM Class_A A
    WHERE NOT EXISTS ( SELECT ＊
                         FROM Class_B B
                       WHERE A.age = NULL
                         AND B.city =’東京’);

  • 7.3.5. --2．用NOT和IN等價改寫NOT IN

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE NOT age IN (22, 23, NULL);
    • 7.3.5.1. --2．對NULL使用“=”後，結果為 unknown
       SELECT ＊
     FROM Class_A A
    WHERE NOT EXISTS ( SELECT ＊
                         FROM Class_B B
                       WHERE unknown
                         AND B.city =’東京’);

  • 7.3.6. --3．用OR等價改寫謂詞IN

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE NOT ( (age = 22) OR (age = 23) OR (age = NULL) );
    • 7.3.6.1. --3．如果AND運算里包含unknown，結果不會是true
       SELECT ＊
     FROM Class_A A
    WHERE NOT EXISTS ( SELECT ＊
                         FROM Class_B B
                       WHERE false或unknown);

  • 7.3.7. --4．使用德·摩根定律等價改寫

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE NOT (age = 22) AND NOT(age = 23) AND NOT (age = NULL);
    • 7.3.7.1. --3．如果AND運算里包含unknown，結果不會是true
       SELECT ＊
     FROM Class_A A
    WHERE NOT EXISTS ( SELECT ＊
                         FROM Class_B B
                       WHERE false或unknown);
    • 7.3.7.2. 山田被作為“與任何人的年齡都不同的人”來處理了

  • 7.3.8. --5．用＜＞等價改寫NOT和=

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE (age ＜＞ 22) AND (age ＜＞ 23) AND (age ＜＞ NULL);

  • 7.3.9. --6．對NULL使用＜＞後，結果為unknown

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE (age ＜＞ 22) AND (age ＜＞ 23) AND unknown;

  • 7.3.10. --7．如果AND運算里包含unknown，則結果不為true

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE false或unknown;

7.4. EXISTS謂詞永遠不會返回unknown

  • 7.4.1. EXISTS只會返回true或者false

8. ALL謂詞

8.1. 多個以AND連接的邏輯表達式的省略寫法

8.2. 與IN是等價的，所以我們不經常使用ANY

8.3. 示例

  • 8.3.1. --查詢比B班住在東京的所有學生年齡都小的A班學生

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE age ＜ ALL ( SELECT age
                       FROM Class_B
                       WHERE city =’東京’);
    • 8.3.1.1. 他的年齡比在東京住的所有學生都小

  • 8.3.2.

     --1．執行子查詢獲取年齡列表
   SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE age ＜ ALL ( 22, 23, NULL );
   --2．將ALL謂詞等價改寫為AND
   SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE (age ＜ 22) AND (age ＜ 23) AND (age ＜ NULL);
   --3．對NULL使用“＜”後，結果變為 unknown
   SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE (age ＜ 22)  AND (age ＜ 23) AND unknown;
   --4. 如果AND運算里包含unknown，則結果不為true
   SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE false 或 unknown;

9. 極值函數

9.1. --查詢比B班住在東京的年齡最小的學生還要小的A班學生

    SELECT ＊
      FROM Class_A
     WHERE age ＜ ( SELECT MIN(age)
                    FROM Class_B
                    WHERE city =’東京’);
  • 9.1.1. 他的年齡比在東京住的年齡最小的學生還要小

9.2. 限定謂詞和極值函數不是等價的

9.3. 極值函數在統計時會把為NULL的數據排除掉

9.4. 極值函數在輸入為空表（空集）時會返回NULL

  • 9.4.1.

     --1．極值函數返回NULL
   SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE age ＜ NULL;
   --2．對NULL使用“＜”後結果為 unknown
   SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE unknown;

10. 聚合函數

10.1. COUNT以外的聚合函數當輸入為空表時返回NULL

10.2. 示例

  • 10.2.1. --查詢比住在東京的學生的平均年齡還要小的A班學生的SQL語句？

       SELECT ＊
     FROM Class_A
    WHERE age ＜ ( SELECT AVG(age)
                   FROM Class_B
                   WHERE city =’東京’);

  • 10.2.2. 沒有住在東京的學生時，AVG函數返回NULL

  • 10.2.3. 外側的WHERE子句永遠是unknown，也就查詢不到行


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