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关键点

特殊值NULL意味着没有数据，它声明了该值是未知的事实。默认情况下，任何类型的列和变量都可以取这个值，除非它们有一个NOT NULL约束。此外，数据库管理系统会自动向包含在表的主键中的列添加NOT NULL约束。

NULL的主要特点是它不等于任何东西，甚至不等于另一个NULL。你不能使用任何操作符：=, <, >, like...与它比较任何值。即使表达式NULL != NULL也不会为真，因为不能唯一地将一个未知数与另一个未知数进行比较。顺便说一句，这个表达式也不会是假的，因为在计算条件时，Oracle不仅限于TRUE和FALSE状态。由于存在NULL这种不确定性元素的形式，还有一个状态 —— UNKNOWN。

因此，Oracle不是使用双值逻辑，而是使用三值逻辑操作。这个特点是由Codd祖父在他的关系理论中提出的，作为一个关系型数据库管理系统，Oracle完全遵循他的教诲。为了不对查询的“奇怪”结果进行思考，开发者需要知道三值逻辑的真值表。

为了方便，我们将制作一个输出布尔参数状态的程序：

procedure testBool( p_bool in boolean ) isbegin  if p_bool = true then     dbms_output.put_line('TRUE');  elsif p_bool = false then    dbms_output.put_line('FALSE');  else     dbms_output.put_line('UNKNOWN');  end if;     end;

熟悉的比较操作符对于NULL是让步的：

exec testBool( null  = null );  -- UNKNOWNexec testBool( null != null );  -- UNKNOWNexec testBool( null  = 'a'  );  -- UNKNOWNexec testBool( null != 'a'  );  -- UNKNOWN

与NULL的比较

有特殊的操作符，IS NULL 和 IS NOT NULL，它们允许与NULL进行比较。如果操作数是NULL，IS NULL会返回真；如果不是，它会返回假。

select case when null is null then 'YES' else 'NO' end from dual; -- YESselect case when 'a'  is null then 'YES' else 'NO' end from dual; -- NO

相应地，IS NOT NULL做相反的操作：如果操作数的值非NULL，它将返回真；如果它是NULL，它将返回假：

select case when 'a'  is NOT null then 'YES' else 'NO' end from dual; -- YESselect case when null is NOT null then 'YES' else 'NO' end from dual; -- NO

此外，关于与缺失值的比较还有几个例外。第一个是DECODE函数，它认为两个NULL是等价的。其次是复合索引：如果两个键包含空字段，但它们所有的非空字段都相等，那么Oracle会认为这两个键是等价的。

DECODE违反了这个系统：

select decode( null  , 1, 'ONE'  , null, 'EMPTY' -- это условие будет истинным   , 'DEFAULT'    )from dual;

布尔操作和NULL

通常，UNKNOWN状态与FALSE处理方式相同。例如，如果从表中选择行，WHERE子句中的x = NULL条件评估为UNKNOWN，那么你不会得到任何行。但是，有一个区别：如果表达式NOT(FALSE)返回真，则NOT(UNKNOWN)返回UNKNOWN。逻辑操作符AND和OR在处理未知状态时也有它们自己的特点。在下面的示例中有具体说明。

在大多数情况下，未知的结果被视为FALSE：

select 1 from dual where dummy = null; -- query will not return result

未知的否定给出未知：

exec testBool( not(null  = null) ); -- UNKNOWNexec testBool( not(null != null) ); -- UNKNOWNexec testBool( not(null  = 'a')  ); -- UNKNOWNexec testBool( not(null != 'a')  ); -- UNKNOWN

或运算符：

exec testBool( null or true  );   -- TRUE    <- !!!!!exec testBool( null or false );   -- UNKNOWNexec testBool( null or null  );   -- UNKNOWN

与运算符：

exec testBool( null and true  );  -- UNKNOWNexec testBool( null and false );  -- FALSE   <- !!!!!exec testBool( null and null  );  -- UNKNOWN

IN 和 NOT IN 运算符

我们从一些初步的步骤开始。为了测试，让我们创建一个表T，它有一个数字列A和四行：1、2、3和NULL。

create table t as select column_value a from table(sys.odcinumberlist(1,2,3,null));

启用请求追踪（您必须拥有PLUSTRACE角色才能执行此操作）。

在跟踪的列表中，只留下过滤部分，以显示请求中指定的条件是如何展开的。

set autotrace on

初步工作结束了。现在让我们使用运算符。让我们试着选择所有包含在集合(1, 2, NULL)中的记录：

select * from t where a in ( 1, 2, null ); -- will return [1, 2]-- Predicate Information: --   filter("A"=1 OR "A"=2 OR "A"=TO_NUMBER(NULL))

如您所见，带有NULL的行没有被选中。这是因为谓词"A"=TO_NUMBER(NULL)的评估返回了UNKNOWN状态。为了在查询结果中包含NULL，您必须明确指定它：

select * from t where a in ( 1, 2 ) or a is null; -- will return [1, 2, NULL]-- Predicate Information: --    filter("A" IS NULL OR "A"=1 OR "A"=2)

现在我们试试NOT IN：

select * from t where a not in ( 1, 2, null ); -- no rows selected-- Predicate Information:--   filter("A"<>1 AND "A"<>2 AND "A"<>TO_NUMBER(NULL))

一个结果都没有！让我们看看为什么三元组没有包含在查询结果中。让我们手动计算DBMS为A=3情况应用的过滤器：

由于三值逻辑的特点，NOT IN 对NULL一点也不友好：只要NULL进入选择条件，就不要等待数据。

NULL 和空字符串

在这里，Oracle偏离了ANSI SQL标准，并声明NULL和空字符串是等价的。这也许是最具争议的特点之一，时不时地会引发多页的讨论，转向个性化的争辩和其他艰难争论的必要属性。从文档来看，Oracle本身似乎不介意改变这种情况（它说即使现在，空字符串被视为NULL，这在未来版本中可能会改变），但今天为这个DBMS写了如此巨大数量的代码，所以采取行动并改变系统的行为几乎是不现实的。更重要的是，至少从DBMS的第七个版本（1992-1996）开始，他们就开始谈论这个问题，现在第十二个版本即将到来。

NULL 和空字符串是等价的：

exec testBool( '' is null );  -- TRUE

如果你遵循经典的教诲，查看根源，那么空字符串与NULL的等价性的原因可以在varchar和NULL在数据块内的存储格式中找到。Oracle在一个由标题后跟数据列组成的结构中存储表行。每个列都由两个字段表示：列中的数据长度（1或3字节）和实际的数据本身。如果varchar2的长度为零，那么在数据字段中没有什么可写的，它不占用一个字节，长度字段中写入特殊值0xFF，表示没有数据。NULL以完全相同的方式表示：没有数据字段，长度字段中写入0xFF。Oracle的开发者当然可以区分这两个状态，但这就是它们从古代开始的方式。

对我个人来说，空字符串和NULL的等价性似乎相当自然和合乎逻辑。"空行"这个名字本身就意味着没有意义，空虚，甜甜圈洞。NULL基本上意味着同样的事情。但这里有一个不愉快的后果：对于空字符串，你可以肯定地说其长度等于零，但NULL的长度则根本没有定义。因此，length('')表达式将为您返回NULL，而不是您明显期望的零。另一个问题：您不能对空字符串进行比较。表达式val = ''会返回状态UNKNOWN，因为它实际上等同于val = NULL。

空字符串的长度是未定义的：

select length('') from dual; -- NULL

与空字符串的比较是不可能的：

exec test_bool( 'a' != '' ); -- UNKNOWN

Oracle的方法的批评者认为，空字符串并不一定意味着未知。例如，销售经理填写一张客户卡。他可能会注明他的联系电话（555-123456），可能会表示他的联系方式是未知的（NULL），或者可能会表示没有联系电话（空字符串）。使用Oracle存储空字符串的方法，实现后者选项将会是个问题。从语义的角度看，这个论点是正确的，但我总是对此有一个问题，我还没有得到一个完整的答案：经理如何在“电话”字段中输入一个空字符串，并且他将如何进一步区分它与NULL之间的差异？当然，有一些方法可以解决，但仍然存在疑问。

实际上，如果我们谈论PL/SQL，在其引擎的深处，空字符串与NULL是不同的。可以证明这一点的一个方法是，关联集合允许您在索引''（一个空字符串）处存储一个元素，但不允许您在索引NULL处存储一个元素。

declare  procedure empty_or_null( p_val varchar2 )   is    type tt is table of varchar2(1) index by varchar2(10);    t tt;  begin    if p_val is not null then      dbms_output.put_line('not null');    else      -- trying to create an element with index p_val      t(p_val) := 'x';      -- happened!      dbms_output.put_line('empty string');    end if;  exception    -- it was not possible to create an element with index p_val    when others then dbms_output.put_line('NULL');  end;begin empty_or_null( 'qwe' );  -- not null empty_or_null( '' );     -- empty string empty_or_null( NULL );   -- NULLend;

为了避免问题，最好从文档中学习这条规则：在Oracle中，空字符串和NULL是无法区分的。

NULL的数学计算

select decode( null + 10,  null, 'UNKNOWN', 'KNOWN') a from dual; -- UNKNOWNselect decode( null * 10,  null, 'UNKNOWN', 'KNOWN') a from dual; -- UNKNOWNselect decode( abs(null),  null, 'UNKNOWN', 'KNOWN') a from dual; -- UNKNOWNselect decode( sign(null), null, 'UNKNOWN', 'KNOWN') a from dual; -- UNKNOWN

但与连接操作不同：你可以将NULL添加到一个字符串中，并且它不会改变它。这就是双重标准的策略。

select null ||'AA'|| null ||'BB'|| null from dual; -- AABB

NULL与聚合函数几乎所有的聚合函数，除了COUNT（有时也不是），在计算过程中都会忽略null值。如果它们没有这样做，那么第一个遇到的NULL就会导致函数结果变为未知值。以SUM函数为例，它需要对序列（1,3,null,2）求和。如果考虑空值，我们将得到以下操作序列：

1 + 3 = 4；4 + null = null；null + 2 = null。

当计算聚合值时，你可能不会满意这样的计算，因为你可能并不希望得到这样的结果。

数据表格。下面多次使用：

create table agg( id int, n int );insert into agg values( 1, 1 );insert into agg values( 2, 3 );insert into agg values( 3, null );insert into agg values( 4, 2 );commit;

聚合函数忽略空值：

select sum(n) from agg; -- 6

COUNT行计数函数，如果使用为COUNT(*)或COUNT(constant)，则会计算null值。但是，如果它被用作COUNT(expression)，则null值将被忽略。

使用常量：

select count(*)    from agg; -- 4select count(1+1)  from agg; -- 4select count(user) from agg; -- 4

使用表达式：

select count(n)      from agg; -- 3select count(id)     from agg; -- 4select count(abs(n)) from agg; -- 3

此外，使用如AVG这样的函数时，应该小心。因为它会忽略null值，所以N字段的结果是(1+3+2)/3，而不是(1+3+2)/4。也许你不需要这样的平均值计算。为了解决这样的问题，有一个标准解决方案 - 使用NVL函数：

select avg(n)        from agg; -- (1 + 3 + 2) / 3 = 2select avg(nvl(n,0)) from agg; -- (1 + 3 + 0 + 2) / 4 = 1.5

如果聚合函数应用于一个空的数据集或者它只由NULLs组成，那么它们将返回UNKNOWN。例外是REGR_COUNT和COUNT(expression)函数，这些函数设计用于计算行数。在上述情况下，它们将返回零。

只有NULLs的数据集：

select sum(n)          from agg where n is null; -- UNKNOWNselect avg(n)          from agg where n is null; -- UNKNOWNselect regr_count(n,n) from agg where n is null; -- 0select count(n)        from agg where n is null; -- 0

空的数据集：

select sum(n)          from agg where 1 = 0; -- UNKNOWNselect avg(n)          from agg where 1 = 0; -- UNKNOWNselect regr_count(n,n) from agg where 1 = 0; -- 0select count(n)        from agg where 1 = 0; -- 0

在索引中的NULL

当创建索引时，Oracle在索引结构中为包含NULL值的索引列的所有行包含条目。这样的记录被称为NULL记录。这使您能够快速识别相应列包含NULL的行，这在执行带有NULL或非NULL条件的查询时可能很有用。

在常规索引中使用NULL值：常规索引包括对表行的引用，指示索引列的值和这些行的相应ROWIDs。对于具有NULL值的行，索引存储一个特殊的NULL标记，以指示索引列中存在NULL。这允许Oracle快速找到索引列中的NULL行。
在复合索引中使用NULL值：在索引多个列的复合索引中，每个列都有自己的索引结构。因此，对于包含NULL列的复合索引，每个包含NULL的列都会有一个NULL标记。
函数索引和NULLs：函数索引基于表列上的表达式或函数构建。如果函数允许NULL参数，则索引将包括NULL函数参数的条目。这在优化使用可为空函数的查询时可能很有用。

不良做法

对低NULL基数的列进行索引：在大多数值为NULL的列上创建索引可能导致次优的索引使用和查询性能不佳。这是因为低NULL基数的索引会在数据库中占用大量空间，而带有这种索引的查询可能比全表扫描还要慢。
对具有NULL的非选择性列进行索引：非选择性列是具有少量唯一值或许多重复NULL值的列。在此类列上创建索引可能并不实用，因为此类索引可能无法显著提高查询性能，并且需要更多资源进行维护。
使用IS NOT NULL操作符与NULL索引：如果查询包含带有IS NOT NULL操作符的条件，则查询优化器不会使用NULL索引。因此，在这样的查询中使用NULL索引将是无用的，并浪费了创建和维护不必要索引的资源。
对可能包含NULL值的大文本列进行索引：在可能包含NULL值的大文本列上创建索引可能会有不利之处，因为必须在索引中存储大量数据。对此类列进行索引可能会显著增加索引的大小并降低查询性能。
过度使用带有NULL的函数索引：函数索引可用于优化允许null参数的函数的查询。但是，过度使用NULL函数索引可能导致不需要的索引大小和性能降级。
带有NULL的无关和未使用的索引：过时和未使用的NULL索引仍然保留在数据库中，消耗空间，并需要在数据更改时进行更新。应定期解析并删除这些索引，以减少系统负载并优化性能。

重要的是要记住，使用NULL在索引中可以是有用的，但并不总是这样。在创建带有NULL的索引时，您应该注意列中NULL值的基数及其在查询中的实际使用情况。这将有助于避免不必要的索引并提高数据库性能。

良好做法

对高NULL基数的列进行索引：在高NULL基数的列上创建索引可能是有益的，因为索引允许您快速识别具有NULL值的行。当查询经常在某一列中使用null或非null条件时，这尤其有用。
对常用于查询的列进行索引：在经常用于查询的列上创建索引可以大大提高查询性能。索引可以帮助加速数据检索并减少查询执行时间。
使用带有NULL的函数索引：函数索引可用于优化允许null参数的函数的查询。此类索引可以提高使用带有NULL参数的函数的查询的性能。
与IS NULL结合使用带有NULL的索引：使用IS NULL操作符查找具有NULL值的行时，NULL索引可能非常有用。此类索引允许您快速找到对应列中的所有NULL行。