深入理解 SQL 中的 NULL 值：从基础原理到实战应用

2026-02-01 06:21:19 0条评论 3次阅读 0人点赞

在处理数据库时，我们经常会遇到这样一种情况：表中的某些记录在特定字段上没有数据。这并不是因为录入错误，而是因为在当时的那一刻，那个数据是不可用的，或者对于那条记录而言，该属性根本不适用。为了优雅地处理这种“数据缺失”的状态，SQL 为我们提供了一个特殊的占位符——NULL。在这篇文章中，我们将深入探讨 SQL 中 NULL 值的奥秘，理解它为什么不仅仅是一个“空值”，以及如何在我们的查询和设计中正确处理它。

为什么 NULL 值如此重要？

首先，我们需要建立一个核心认知：在 SQL 的世界里，INLINECODEd18837cb 绝不等于数字 INLINECODE274b45b8，也不等于空字符串 INLINECODE0f4edc9b，甚至不等于包含空格的字符串 INLINECODE1e167c38。

  • 0 是一个数值，它表示“没有数量”或“零”，这是一个确定的值。
  • 空字符串是一个字符，它表示“长度为零的字符串”，这也是一个确定的值。
  • NULL 代表“未知”。它意味着我们现在不知道这个值是什么，或者这个值根本不存在。

由于我们很难确切地分辨一个“缺失值”到底是因为“我们不知道”、“它没被提供”还是“它不适用”，所以 SQL 采取了最严谨的做法：将所有的 NULL 值视为独特的个体。为了让我们更好地理解这个概念，我们可以从以下三个维度来解读它：

  • 值未知： 比如我们确实知道某个客户有电子邮箱，但在录入数据时暂时找不到，这种情况就是“未知”。
  • 值不可用： 比如由于隐私原因，某些个人信息被有意保留，不对外透露。

处理 NULL 值的核心原则

在实际的数据库设计和开发中，遵循关于 NULL 的几个黄金法则可以让我们少踩很多坑。

  • 语义明确： 只有当一个字段的值在当前时刻未知、或者该属性对某条记录没有意义时，才应该将其设置为 NULL。例如，如果一个“离职日期”字段对于在职员工来说是 NA（不适用），那么设为 NULL 是合适的。
  • 数据类型无关性： 无论你的列是数字类型、字符类型还是日期类型，NULL 都可以插入其中。它是“通用的缺失”。
  • 计算传播： 这是一个新手常遇到的陷阱。任何算术运算中如果包含 NULL，结果通常都是 NULL。这被称为“传播性”。例如，10 + NULL 不会得到 10，而是得到 NULL。
  • 约束的例外： 在 SQL 中，为了确保数据的完整性，我们经常使用约束。但是，除了 INLINECODEe94f16dd（主键）绝对不允许 NULL 外，其他如 INLINECODE5ad246f4（唯一）、INLINECODE83c05831（外键）和 INLINECODE0e672996（检查）约束，在某些 SQL 实现中可能会允许多个 NULL 存在（在唯一索引中），或者直接忽略对 NULL 的检查。这一点需要特别注意。

深入 SQL 的三值逻辑 (3VL)

你可能习惯了编程中的“非真即假”。但在 SQL 中，因为 NULL 的存在，逻辑变成了三值逻辑（Three-Valued Logic, 3VL）。这意味着，当我们进行逻辑判断时，结果可能是以下三种之一：

  • TRUE（真）
  • FALSE（假）
  • UNKNOWN（未知）

只要逻辑表达式的任一操作数是 NULL，结果往往就是 INLINECODE16a3aa22。这对于 INLINECODE5f20fb85 子句至关重要，因为 INLINECODE2d642270 只返回结果为 INLINECODEd0ebfaee 的行，会丢弃 INLINECODEec1a121d 和 INLINECODE670f19d3 的行。

逻辑运算符的具体表现

让我们来看看当 UNKNOWN 加入战局后，逻辑运算会发生什么变化。

  • AND（与运算）：

* 只要有一个操作数是 INLINECODE298418b8，结果必为 INLINECODE1ab06cb0（因为 AND 需要全真）。

* 如果没有 INLINECODE20127e6c，但至少有一个 INLINECODEf75f4c71，结果就是 UNKNOWN。

* 示例：INLINECODE2733ed0f = INLINECODE59c8b5be。

  • OR（或运算）：

* 只要有一个操作数是 INLINECODE23888a1a，结果必为 INLINECODEe656983e（因为 OR 只要有一个真即可）。

* 如果没有 INLINECODE78295ff0，但至少有一个 INLINECODE21b1e793，结果就是 UNKNOWN。

* 示例：INLINECODE073f69e6 = INLINECODEba66e1d5。

  • NOT（非运算）：

* INLINECODEa5b43759 = INLINECODE7319ca01

* INLINECODE47e6d61b = INLINECODEd0ae1b74

* INLINECODE16ca9b94 = INLINECODEefc911a4（注意：对未知取反，依然是未知）

如何在 SQL 中测试 NULL 值？

这是初学者最容易犯错的地方。你可能会试图写这样的语句：WHERE PhoneNo = NULL。但这在绝大多数 SQL 数据库中是行不通的。

为什么？ 因为 NULL 代表“未知”。在数学和逻辑上，“未知 = 未知”这个命题是无法确定的，它的结果不是 INLINECODEd6600fdb，而是 INLINECODE8cb0d6cd（或 UNKNOWN）。因此，WHERE 条件失败，查不到数据。

为了解决这个问题，SQL 专门提供了两个标准运算符：

  • IS NULL：用于判断值是否为 NULL。
  • IS NOT NULL：用于判断值是否不为 NULL。

请记住：永远使用 INLINECODEffb605d3 或 INLINECODE288fea65，永远不要使用 INLINECODEa08f6d92 或 INLINECODE27ca1103 来比较 NULL。

—

让我们通过一个详细的员工表示例来演示这些概念。我们将涵盖数据创建、基础查询、处理逻辑运算以及在更新数据时如何处理 NULL。

实战示例：员工管理系统

假设我们正在管理一个员工信息系统，有些员工的某些信息（如社会安全号 SSN 或电话号码）可能尚未录入。

-- 1. 创建 Employee 表
-- 我们定义了名字、姓氏、SSN、电话和薪水
CREATE TABLE Employee (
    Fname VARCHAR(50),
    Lname VARCHAR(50),
    SSN VARCHAR(11),   -- 允许为 NULL，用于模拟数据缺失情况
    Phoneno VARCHAR(15), -- 允许为 NULL
    Salary FLOAT        -- 允许为 NULL，例如尚未定薪的员工
);

-- 2. 插入混合数据
-- 注意：我们显式地插入了一些 NULL 值，并省略了某些字段（数据库会默认填入 NULL）
INSERT INTO Employee (Fname, Lname, SSN, Phoneno, Salary)
VALUES 
  (‘Shubham‘, ‘Thakur‘, ‘123-45-6789‘, ‘9876543210‘, 50000.00),
  (‘Aman‘, ‘Chopra‘, ‘234-56-7890‘, NULL, 45000.00),
  (‘Aditya‘, ‘Arpan‘, NULL, ‘8765432109‘, 55000.00),
  (‘Naveen‘, ‘Patnaik‘, ‘345-67-8901‘, NULL, NULL), -- 薪水未知
  (‘Nishant‘, ‘Jain‘, ‘456-78-9012‘, ‘7654321098‘, 60000.00);

-- 3. 查看所有数据
SELECT * FROM Employee;

输出结果：

Fname

Lname

SSN

Phoneno

Salary —

—

—

—

— Shubham

Thakur

123-45-6789

9876543210

50000 Aman

Chopra

234-56-7890

NULL

45000 Aditya

Arpan

NULL

8765432109

55000 Naveen

Patnaik

345-67-8901

NULL

NULL Nishant

Jain

456-78-9012

7654321098

60000

示例 1：查找信息缺失的员工（IS NULL）

作为管理员，你可能会问：“哪些员工还没有录入社会安全号（SSN）？”

我们可以使用 IS NULL 运算符。这是识别数据完整性问题的标准方法。

-- 查询 SSN 字段为 NULL 的员工名字
SELECT Fname, Lname 
FROM Employee 
WHERE SSN IS NULL;

输出：

Fname

Lname

—

—

Aditya

Arpan### 示例 2：查找有效数据（IS NOT NULL）与统计

反过来，如果我们想统计“有多少员工已经记录了 SSN”，我们可以结合 INLINECODE03bcb745 和聚合函数 INLINECODEcc952367。

-- 计算拥有有效 SSN 的员工数量
-- COUNT(*) 计算所有行，但 COUNT(Column) 只计算非 NULL 的行
SELECT COUNT(SSN) AS Valid_Employee_Count 
FROM Employee 
WHERE SSN IS NOT NULL;

注意： 在这里，INLINECODE657ca398 其实是多余的，因为 INLINECODE1efcd341 本身就会自动忽略 NULL 值。但明确写出 WHERE 条件有时可以提高代码的可读性，或者在结合其他复杂条件时非常有用。
输出：

ValidEmployeeCount — 4

示例 3：处理更新操作中的 NULL

随着时间推移，我们收集到了之前缺失的数据。我们需要把 INLINECODE7f84431c 的 SSN 更新进数据库。这里我们需要小心：如果我们直接用 INLINECODE9c7d533e 而不加 WHERE 检查，可能会覆盖错误的数据。

-- 更新 Aditya Arpan 的 SSN
-- 我们使用 WHERE 定位到具体的人，并利用 IS NULL 确保我们确实是在填充一个空值（安全操作）
UPDATE Employee
SET SSN = ‘999-99-9999‘ -- 假设这是他的新 SSN
WHERE Fname = ‘Aditya‘ AND Lname = ‘Arpan‘ AND SSN IS NULL;

-- 再次查询以验证更新结果
SELECT * FROM Employee WHERE Fname = ‘Aditya‘;

输出：

Fname

Lname

SSN

Phoneno

Salary —

—

—

—

— Aditya

Arpan

999-99-9999

8765432109

55000

示例 4：NULL 在数学运算中的传播性

这是一个需要格外注意的实际场景。假设我们要计算员工的“总报酬”，即薪水加上一笔 5000 元的奖金。对于薪水为 NULL 的员工，结果会是什么？

-- 尝试计算 Bonus + Salary
-- 注意：Naveen 的 Salary 是 NULL
SELECT 
    Fname, 
    Salary, 
    5000 AS Bonus,
    Salary + 5000 AS Total_Compensation
FROM Employee;

输出：

Fname

Salary

Bonus

TotalCompensation

—

—

—

—

Shubham

50000

5000

55000

Naveen

NULL

5000

NULL解读： 你可以看到，Naveen 的 INLINECODEd48f4d58 变成了 INLINECODEec7f476e。因为 INLINECODEe784e6ac 在 SQL 中结果依然是 NULL。这在生成报表时可能会导致严重的误解。
解决方案：使用 COALESCE 或 ISNULL

为了解决这个问题，我们可以使用 COALESCE 函数（这是 SQL 标准，推荐使用）。它的作用是返回参数列表中第一个非 NULL 的值。

-- 使用 COALESCE 将 NULL 的 Salary 视为 0
SELECT 
    Fname, 
    COALESCE(Salary, 0) AS Safe_Salary,
    COALESCE(Salary, 0) + 5000 AS Total_Compensation
FROM Employee;

现在，Naveen 的 Total_Compensation 将会显示为 5000。

示例 5：逻辑查询中的陷阱（字符串拼接）

在拼接员工全名时，如果中间名是 NULL，结果会变成两个空格吗？

-- 模拟一个包含 NULL 中间名的场景
SELECT 
    Fname || ‘ ‘ || Lname AS Full_Name 
FROM Employee;

在许多现代数据库（如 PostgreSQL, Oracle）中，INLINECODEf69b157f 的结果是 INLINECODE5f20f8bb，而不是 INLINECODE7273713c。这是 SQL 标准的一种特殊处理。但在某些特定的数据库配置或使用 INLINECODE4edfd614 函数时，如果任何一个参数是 NULL，结果可能会变成 NULL。最佳实践是：始终对可能为 NULL 的字段使用 COALESCE(MiddleName, ‘‘) 来确保拼接安全。

常见错误与最佳实践

在长期和 NULL 打交道的过程中，我们总结了一些经验，希望能帮助你避开常见的坑。

1. 不要在主键中使用 NULL

主键必须是唯一的且非空的。这不仅是数据库规范的要求，也是逻辑上的要求：你不能通过一个“不存在”的值来定位一行记录。

2. COUNT(*) vs COUNT(Column)

  • COUNT(*)：计算表中的总行数，包括包含 NULL 值的行。
  • COUNT(ColumnName)：只计算该列中非 NULL 的值数量。

如果你想知道“有多少行数据”，用 INLINECODE03fb99f5。如果你想知道“有多少人填了邮箱”，用 INLINECODEfb691940。

3. 搜索模式中的 NULL

假设你想执行一个模糊搜索：INLINECODE7c1e9650。这个查询不会返回 PhoneNo 为 NULL 的行。即使直觉上你可能会觉得 NULL 匹配任何东西，但在 SQL 中，NULL 不匹配任何模式，甚至连 INLINECODEb146cef4 都不行。

4. 外键约束中的 NULL

这是一个有趣的设计问题。假设你有一个 INLINECODEd19587e8 表和一个 INLINECODEd89ad2db 表。通常 INLINECODE6e240dc5 表会有一个外键指向 INLINECODEb208cc23。那么，这个外键列可以是 NULL 吗？

可以。 在许多业务场景中，一个“未分配的订单”或“匿名订单”可能暂时没有关联的客户。此时，外键列设置为 NULL 是完全合法且有用的设计。这表示该记录目前不关联任何主表记录。

性能优化建议

处理 NULL 对性能也有微妙的影响。

  • 索引与 NULL： 在大多数数据库中（如 MySQL 的 InnoDB），NULL 值不会被包含在普通的索引中。这意味着，如果你的查询中有 WHERE Column IS NULL，数据库可能无法利用索引进行快速查找，而需要进行全表扫描。如果你的表非常大，且需要频繁查询 NULL 值，考虑使用默认值（如 0 或 -1）代替 NULL 可能会提高索引利用率。
  • 存储空间： 虽然直观上认为 NULL 应该不占空间，但在某些数据库（如 SQL Server）的列存储或特定行格式中，NULL 位图仍会占用极少的开销，但这通常不是性能瓶颈。

总结与后续步骤

我们在这篇文章中探讨了 SQL NULL 值的方方面面。从概念上讲，NULL 是表示“未知”的特殊标记；从逻辑上讲，它引入了三值逻辑；从实战上讲，它要求我们使用 INLINECODE73d1b132 而不是 INLINECODE75ce2da8，并警惕它在数学计算中的传播特性。

掌握 NULL 是成为高级 SQL 开发者的必经之路。下一步，我们建议你尝试在自己的数据库中执行上述示例，特别是涉及到 COALESCE 和逻辑运算的部分。当你遇到查询结果比预期少，或者计算结果莫名其妙变为空时，请第一时间想到：“是不是 NULL 在作怪？”

通过正确地理解和运用 NULL，你将能编写出更加健壮、准确且符合业务逻辑的 SQL 查询。

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