Что означает null в базах данных
NULL (SQL)
NULL в Системах управления базами данных (СУБД) — специальное значение (псевдозначение), которое может быть записано в поле таблицы базы данных (БД). NULL соответствует понятию «пустое поле», то есть «поле, не содержащее никакого значения». Введено для того, чтобы различать в полях БД пустые (визуально не отображаемые) значения (например, строку нулевой длины) и отсутствующие значения (когда в поле не записано вообще никакого значения, даже пустого).
NULL означает отсутствие, неизвестность информации. Значение NULL не является значением в полном смысле слова: по определению оно означает отсутствие значения и не принадлежит ни одному типу данных. Поэтому NULL не равно ни логическому значению FALSE, ни пустой строке, ни нулю. При сравнении NULL с любым значением будет получен результат NULL, а не FALSE и не 0. Более того, NULL не равно NULL!
Содержание
Необходимость NULL в реляционных БД
Использование NULL в БД
В БД, поддерживающих понятие NULL, для поля таблицы при описании определяется, может ли оно быть пустым. Если да, то в это поле можно не записывать никакого значения, и это поле будет иметь значение NULL. Также можно и явно записать в такое поле значение NULL.
Как правило, СУБД не разрешает значение NULL для полей, являющихся частью первичного ключа таблицы. В полях внешних ключей, напротив, NULL допускается. Наличие NULL в поле внешнего ключа может трактоваться как признак отсутствия связанной записи, и для такого внешнего ключа не требуется исполнение правил ссылочной целостности, обязательных для любого другого значения внешнего ключа.
Операции с NULL
Поскольку NULL не является, в общем смысле, значением, использование его в арифметических, строковых, логических и других операциях, строго говоря, некорректно. Тем не менее, большинство СУБД поддерживают такие операции, но вводят для них специальные правила:
Кроме того, могут существовать специальные системные функции для удобного преобразования NULL к определённым значениям, например, в Oracle имеется системная функция NVL, которая возвращает значение своего параметра, если он не NULL, или значение по умолчанию, если операнд — NULL. В стандарте SQL-92 определены две функции: NULLIF и COALESCE, поэтому их использование является более предпочтительным (если конкретная СУБД их реализует).
NULL-значения в базе данных
NULL означает отсутствие, неизвестность информации. Значение NULL не является значением в полном смысле слова: по определению оно означает отсутствие значения и не принадлежит ни одному типу данных. Поэтому NULL не равно ни логическому значению FALSE, ни пустой строке, ни нулю. При сравнении NULL с любым значением будет получен результат NULL, а не FALSE и не 0. Более того, NULL не равно NULL! Довольно часто программисты избегают null-значений и для нулевых полей в базе выставляют значения по умолчанию типа 0, » (пустая строка). Во-первых, это неправильно с точки зрения семантики: 0 все-таки означает наличие информации. Во-вторых, использование подобных дефолтных значений может привести к ошибкам.
Допустим, есть табличка product, в которой хранятся модели ноутбуков. У каждой модели есть производитель, описание и цена. Цена может принимать null, т.к. в момент добавления нового товара она может быть неизвестна. Допустим, необходимо вычислить среднюю стоимость для ноутбуков hp. Когда все цены известны, проблем не возникает.
1) В первом эксперименте поле price будет иметь значение по умолчанию » (пустая строка). Цена модели № 4 неизвестна (ее значение 0 или »). В этом случае средняя цена вычисляется не верно, т.к. в расчете учитывается и ноутбук, не имеющий цены.
avg = (400+300+500+0) / 4 = 300
2) Во втором эксперименте поле price имеет значение null. В этом случае база игнорирует null-значения при группировке. Среднее значение высчитывается без учета модели № 4, у которой неизвестна цена.
avg = (400+300+500) / 3 = 400
Таким образом, используйте null-значения там, где они действительно нужны по смыслу.
NULL в SQL
NULL — спец. знач. (псевдозначение) в ЯЗ SQL и большинстве СУБД, в частности, что может быть записано в поле таблицы БД.
Содержание
Синопсис
NULL не явл. каким-либо типом данных и соответствует понятию «пустое поле», т.е. «поле, не содержащее никакого значения». Введено для того, чтобы различать в полях БД пустые (визуально не отображаемые) значения (напр., строку нулевой длины) и отсутствующие значения, когда в поле не записано вообще никакого значения, даже пустого.
Использование NULL в БД
Как правило, СУБД не разрешает значение NULL для полей, являющихся частью первичного ключа таблицы. В полях внешних ключей, напротив, NULL допускается. Наличие NULL в поле внешнего ключа может трактоваться как признак отсутствия связанной записи, и для такого внешнего ключа не требуется исполнение правил ссылочной целостности, обязательных для любого другого значения внешнего ключа.
Проверка значения на NULL
Для проверки значения поля таблицы на пустоту (т.е. NULL ) используется выражение типа is NULL и is not NULL соответственно:
Операции с NULL
Поскольку NULL не является, в общем смысле, значением, использование его в арифметических, строковых, логических и других операциях, строго говоря, некорректно. Т.н.м., большинство СУБД поддерживают такие операции, но вводят для них специальные правила:
Подробнее о NULL
Предположим, что вы получили новую запись, которая ещё не была назначена записи из др. табл. Чем ждать внесения др. записи, к которой текущую нужно назначить, вы можете ввести запись в БД сразу же, так, что она не потеряется при перестановке. Вы можете ввести строку со знач. NULL в соотв. поле, и заполнить это поле позже, когда соотв. запись в др. табл. будет внесена.
Сравнение с NULL
Примеры
Найдем все записи в табл. Customers с знач. NULL в столбце city:
Здесь не будет никакого вывода, потому что мы не имеем никаких значений NULL в табл.
Обработка значений NULL
Значения NULL и логика трех значений
Разрешение значений NULL в определениях столбцов вводит в приложение логику трех значений. Результатом сравнения может быть одно из трех условий:
Так как значение NULL считается неизвестным, два значения NULL, сравниваемые друг с другом, не считаются равными. В выражениях, использующих арифметические операторы, если какой-либо из операндов имеет значение NULL, результат также равен NULL.
Значения NULL и SqlBoolean
При сравнении между любыми типами System.Data.SqlTypes будет возвращаться значение SqlBoolean. Функция IsNull для каждого типа SqlType возвращает SqlBoolean и может использоваться для проверки на наличие значений NULL. В следующих таблицах истинности показано, как работают операторы AND, OR и NOT при наличии значения NULL. (T = true, F = false и U = неизвестно или NULL.)
Основные сведения о параметре ANSI_NULLS
Стандарт ANSI SQL-92 не поддерживает columnName = NULL в предложении WHERE. В SQL Server параметр ANSI_NULLS управляет допустимостью значений NULL по умолчанию в базе данных и вычислением сравнений со значениями NULL. Если параметр ANSI_NULLS включен (по умолчанию), то при проверке на наличие значений NULL в выражениях должен использоваться оператор IS NULL. Например, результатом следующего сравнения всегда является неизвестность при включенном параметре ANSI_NULLS:
Сравнение с переменной, содержащей значение NULL, также приводит к неизвестному результату:
Для тестирования на значение NULL используются предикаты IS NULL и IS NOT NULL. Это может усложнить предложение WHERE. Например, столбец TerritoryID в таблице AdventureWorks Customer допускает значения NULL. Если инструкция SELECT используется для тестирования на значения NULL в дополнение к другим, она должна включать предикат IS NULL:
Если в SQL Server параметр ANSI_NULLS отключен, можно создать выражения, которые используют оператор равенства для сравнения со значением NULL. Однако нельзя запретить другим подключениям задавать параметры NULL для этого подключения. Использование параметра IS NULL для проверки на наличие значений NULL всегда работает, независимо от установленного значения ANSI_NULLS для подключения.
Присвоение значений NULL
Значения NULL являются специальными, и их семантика хранения и назначения различается в разных системах типов и системах хранения. Dataset предназначен для использования с различными системами типов и хранения.
В этом разделе описывается семантика значений NULL для присвоения значений NULL для DataColumn в DataRow в различных системах типов.
Назначение нескольких столбцов (строк)
Кроме того, следующие правила применяются к экземпляру назначений NULL DataRow.[«columnName»] :
Используемое по умолчанию значение default является DbNull.Value для всех столбцов, за исключением строго типизированных нулевых столбцов с допустимыми строго типизированными значениями NULL.
Значения NULL никогда не записываются во время сериализации в XML-файлы (как в xsi:nil).
Все значения, в том числе по умолчанию, отличные от NULL, всегда записываются при сериализации в XML. Это отличается от семантики XSD/XML, где значение NULL (xsi: nil) является явным, а значение по умолчанию — неявным (если отсутствует в XML, то проверяющее средство синтаксического анализа может получить его из связанной схемы XSD). Обратное верно для DataTable : значение NULL является неявным, а значение по умолчанию — явным.
Всем отсутствующим значениям столбцов для строк, считываемых из входных данных XML, присваивается значение NULL. Строкам, созданным с помощью NewRow или аналогичных методов, присваивается значение по умолчанию DataColumn.
Присвоение значений NULL для SqlTypes
Значение по умолчанию для любого экземпляра System.Data.SqlTypes— NULL.
Значения NULL могут быть назначены DataColumn, как показано в следующем примере кода. Вы можете напрямую назначить значения NULL для переменных SqlTypes без запуска исключения.
Пример
В следующем примере кода показано создание DataTable с двумя столбцами, определенными как SqlInt32 и SqlString. Код добавляет одну строку известных значений, одну строку значений NULL, а затем выполняет итерацию по DataTable, присваивая значения переменным и отображая выходные данные в окне консоли.
В этом примере отображаются следующие результаты:
Заметка про NULL
Основные положения
Для удобства сделаем процедуру, печатающую состояние булевого параметра:
и включим опцию печати сообщений на консоль:
Привычные операторы сравнения пасуют перед NULLом:
Сравнение с NULLом
Соответственно, IS NOT NULL действует наоборот: вернёт истину, если значение операнда отлично от NULLа и ложь, если он является NULLом:
DECODE идёт против системы:
Пример с составными индексами находится в параграфе про индексы.
Логические операции и NULL
В большинстве случаев неизвестный результат обрабатывается как ЛОЖЬ :
Отрицание неизвестности даёт неизвестность:
Операторы IN и NOT IN
Для начала сделаем несколько предварительных действий. Для тестов создадим таблицу T с одним числовым столбцом A и четырьмя строками: 1, 2, 3 и NULL
Включим трассировку запроса (для этого надо обладать ролью PLUSTRACE ).
В листингах от трассировки оставлена только часть filter, чтобы показать, во что разворачиваются указанные в запросе условия.
Предварительные действия закончены, давайте теперь поработаем с операторами. Попробуем выбрать все записи, которые входят в набор (1, 2, NULL) :
Попробуем теперь с NOT IN :
Вообще ни одной записи! Давайте разберёмся, почему тройка не попала в результаты запроса. Посчитаем вручную фильтр, который применила СУБД, для случая A=3 :
Из-за особенностей трёхзначной логики NOT IN вообще не дружит с NULLами: как только NULL попал в условия отбора, данных не ждите.
NULL и пустая строка
Здесь Oracle отходит от стандарта ANSI SQL и провозглашает эквивалентность NULLа и пустой строки. Это, пожалуй, одна из наиболее спорных фич, которая время от времени рождает многостраничные обсуждения с переходом на личности, поливанием друг друга фекалиями и прочими непременными атрибутами жёстких споров. Судя по документации, Oracle и сам бы не прочь изменить эту ситуацию (там сказано, что хоть сейчас пустая строка и обрабатывается как NULL, в будущих релизах это может измениться), но на сегодняшний день под эту СУБД написано такое колоссальное количество кода, что взять и поменять поведение системы вряд ли реально. Тем более, говорить об этом они начали как минимум с седьмой версии СУБД (1992-1996 годы), а сейчас уже двенадцатая на подходе.
NULL и пустая строка эквивалентны:
непременный атрибут жёсткого спора:
Длина пустой строки не определена:
Сравнение с пустой строкой невозможно:
Критики подхода, предлагаемого Ораклом, говорят о том, что пустая строка не обязательно обозначает неизвестность. Например, менеджер по продажам заполняет карточку клиента. Он может указать его контактный телефон (555-123456), может указать, что он неизвестен (NULL), а может и указать, что контактный телефон отсутствует (пустая строка). С оракловым способом хранения пустых строк реализовать последний вариант будет проблемно. С точки зрения семантики довод правильный, но у меня на него всегда возникает вопрос, полного ответа на который я так и не получил: как менеджер введёт в поле «телефон» пустую строку и как он в дальнейшем отличит его от NULLа? Варианты, конечно, есть, но всё-таки…
Вообще-то, если говорить про PL/SQL, то где-то глубоко внутри его движка пустая строка и NULL различаются. Один из способов увидеть это связан с тем, что ассоциативные коллекции позволяют сохранить элемент с индексом » (пустая строка), но не позволяют сохранить элемент с индексом NULL:
Использовать такие финты ушами на практике не стоит. Во избежание проблем лучше усвоить правило из доки: пустая строка и NULL в оракле неразличимы.
Математика NULLа
Этот маленький абзац писался пятничным вечером под пиво, на фоне пятничного РЕН-ТВшного фильма. Переписывать его лень, уж извините.
Очевидно, что мы ничем не сможем помочь Коле: неизвестное количество любовников Маши до замужества сводит все расчёты к одному значению — неизвестно. Oracle, хоть и назвался оракулом, в этом вопросе уходит не дальше, чем участники битвы экстрасенсов: он даёт очевидные ответы только на очевидные вопросы. Хотя, надо признать, что Oracle гораздо честнее: в случае с Колей он не будет заниматься психоанализом и сразу скажет: «я не знаю»:
С конкатенацией дела обстоят по другому: вы можете добавить NULL к строке и это её не изменит. Такая вот политика двойных стандартов.
NULL и агрегатные функции
Таблица с данными. Используется ниже много раз:
Пустые значения игнорируются агрегатами:
Набор данных только из NULLов:
Пустой набор данных:
NULL в OLAP
Удобная фишка sqlplus: при выводе данных заменяет NULL на указанную строку:
Проверяем дуализм NULLа в многомерном кубе: