漫谈Oracle中的空值
河北省统计局 贾书民
在数据库中，空值用来表示实际值未知或无意义的情况。在一个表中，假如一行中的某列没有值，那么就称它为空值（NULL）。任何数据类型的列,只要没有使用非空（NOT NULL）或主键（PRIMARY KEY）完整性限制，都可以出现空值。在实际应用中，假如忽略空值的存在，将会造成造成不必要的麻烦。
例如，在下面的雇员表（EMP）中，雇员名（ENAME）为KING的行，因为KING为最高官员（PRESIDENT），他没有主管（MGR），所以其MGR为空值。因为不是所有的雇员都有手续费（COMM），所以列COMM答应有空值，除300、500、1400、0以外的其它各行COMM均为空值。
EMPNO ENAME JOB MGR HIREDATE SAL COMM DEPTNO
--------- ---------- --------- --------- --------- --------- --------- ---------
7369 SMITH CLERK 7902 17-DEC-80 800 20
7499 ALLEN SALESMAN 7698 20-FEB-81 1600 300 30
7521 WARD SALESMAN 7698 22-FEB-81 1250 500 30
7566 JONES MANAGER 7839 02-APR-81 2975 20
7654 MARTIN SALESMAN 7698 28-SEP-81 1250 1400 30
7698 BLAKE MANAGER 7839 01-MAY-81 2850 30
7782 CLARK MANAGER 7839 09-JUN-81 2450 10
7788 SCOTT ANALYST 7566 09-DEC-82 3000 20
7839 KING PRESIDENT 17-NOV-81 5000 10
7844 TURNER SALESMAN 7698 08-SEP-81 1500 0 30
7876 ADAMS CLERK 7788 12-JAN-83 1100 20
7900 JAMES CLERK 7698 03-DEC-81 950 30
7902 FORD ANALYST 7566 03-DEC-81 3000 20
7934 MILLER CLERK 7782 23-JAN-82 1300 10
本文将以上述EMP表为例，具体讨论一下空值在日常应用中所具有的一些特性。
一、空值的生成及特点
1. 空值的生成
假如一列没有非空（NOT NULL）完整性限制，那么其缺省的值为空值，即假如插入一行时未指定该列的值，则其值为空值。
使用SQL语句INSERT插入行，凡未涉及到的列，其值为空值；涉及到的列，假如其值确实为空值，插入时可以用NULL来表示（对于字符型的列，也可以用''来表示）。
例：插入一行，其EMPNO为1、ENAME为'JIA'、SAL为10000、job和comm为空值。
SQL>insert into emp(empno,ename,job,sal,comm) values(1,'JIA',NULL,1000,NULL);
SQL>select * from emp where empno=1;
EMPNO ENAME JOB MGR HIREDATE SAL COMM DEPTNO
--------- ---------- --------- --------- --------- --------- --------- ---------
1 JIA 1000
可以看到新插入的一行，除job和comm为空值外，mgr、hiredate、deptno三列由于插入时未涉及，也为空值。
使用SQL语句UPDATE来修改数据，空值可用NULL来表示（对于字符型的列，也可以用''来表示）。例:
SQL>update emp set ename=NULL,sal=NULL where empno=1;
2. 空值的特点
空值具有以下特点：
* 等价于没有任何值。
* 与 0、空字符串或空格不同。
* 在where条件中, Oracle认为结果为NULL的条件为FALSE，带有这样条件的select语句不返回行，并且不返回错误信息。但NULL和FALSE是不同的。
* 排序时比其他数据都大。
* 空值不能被索引。
二、空值的测试
因为空值表示缺少数据，所以空值和其它值没有可比性，即不能用等于、不等于、大于或小于和其它数值比较，当然也包括空值本身（但是在decode中例外，两个空值被认为是等价）。测试空值只能用比较操作符IS NULL 和IS NOT NULL。假如使用带有其它比较操作符的条件表达式，并且其结果依靠于空值，那么其结果必定是NULL。在where条件中，Oracle认为结果为NULL的条件为FALSE，带有这样条件的select语句不返回行，也不返回错误信息。
例如查询EMP表中MGR为NULL的行：
SQL>select * from emp where mgr='';
no rows selected
SQL>select * from emp where mgr=null;
no rows selected
SQL>select * from emp where mgr is null;
EMPNO ENAME JOB MGR HIREDATE SAL COMM DEPTNO
--------- ---------- --------- --------- --------- --------- --------- ---------
7839 KING PRESIDENT 17-NOV-81 5000 10
第1、2句写法不妥，WHERE条件结果为NULL，不返回行。第三句正确，返回MGR为空值的行。
三、 空值和操作符
1.空值和逻辑操作符
逻辑操作符
表达式
结果
AND
NULL AND TRUE
NULL
NULL AND FALSE
FALSE
NULL AND NULL
NULL
OR
NULL OR TRUE
TRUE
NULL OR FALSE
NULL
NULL OR NULL
NULL
NOT
NOT NULL
NULL
可以看到，在真值表中，除NULL AND FALSE 结果为FALSE、NULL OR TRUE结果为TRUE以外，其它结果均为NULL。
虽然在where条件中，Oracle认为结果为NULL的WHERE条件为FALSE，但在条件表达式中NULL不同于FALSE。例如在NOT （ NULL AND FALSE ）和NOT （ NULL AND NULL ）二者中仅有一处FALSE和TRUE的区别，但NOT （ NULL AND FALSE ）的结果为 TRUE，而NOT （ NULL AND NULL ）的结果为NULL。
下面举例说明空值和逻辑操作符的用法：
SQL> select * from emp where not comm=null and comm!=0;
no rows selected
SQL> select * from emp where not ( not comm=null and comm!=0 );
EMPNO ENAME JOB MGR HIREDATE SAL COMM DEPTNO
--------- ---------- --------- --------- --------- --------- --------- ---------
7844 TURNER SALESMAN 7698 08-SEP-81 1500 0 30
第一个Select语句，条件“not comm=null and comm!=0”等价于NULL AND COMM!=0。对于任意一行，假如COMM为不等于0的数值，条件等价于NULL AND TRUE，结果为NULL；假如COMM等于0，条件等价于NULL AND FALSE，结果为FALSE。所以，最终结果不返回行。
第二个Select语句的条件为第一个Select语句条件的“非”（NOT），对于任意一行，假如COMM为不等于0的数值，条件等价于NOT NULL，结果为NULL；假如COMM等于0，条件等价于NOT FALSE，结果为TRUE。所以，最终结果返回行COMM等于0的行。
2.空值和比较操作符
（1）IS [NOT] NULL：是用来测试空值的唯一操作符（见“空值的测试”）。
（2）=、!=、>=、<=、>、<
SQL>select ename,sal,comm from emp where sal>comm;
ENAME SAL COMM
---------- --------- ---------
ALLEN 1600 300
WARD 1250 500
TURNER 1500 0
sal或comm为空值的行，sal>comm比较结果为NULL，所以凡是sal或comm为空值的行都没有返回。
（3）IN和NOT IN操作符
SQL>select ename,mgr from emp where mgr in (7902,NULL);
ENAME MGR
---------- ---------
SMITH 7902
在上述语句中，条件“mgr in (7902,NULL)”等价于mgr=7902 or mgr=NULL。对于表EMP中的任意一行，假如mgr为NULL，则上述条件等价于NULL OR NULL，即为NULL；假如mgr为不等于7902的数值，则上述条件等价于FALSE OR NULL，即为NULL；假如mgr等于7902，则上述条件等价于TRUE OR NULL，即为TRUE。所以，最终结果能返回mgr等于7902的行。
SQL>select deptno from emp where deptno not in ('10',NULL);
no rows selected
在上述语句中，条件“deptno not in ('10',NULL)”等价于deptno!='10' and deptno!=NULL，对于EMP表中的任意一行，条件的结果只能为NULL或FALSE，所以不返回行。
（4）any,some
SQL>select ename,sal from emp where sal> any(3000,null);
ENAME SAL
---------- ---------
KING 5000
条件“sal> any(3000,null)”等价于sal>3000 or sal>null。类似前述（3）第一句，最终结果返回所有sal>3000的行。
（5）All
SQL>select ename,sal from emp where sal> all(3000,null);
no rows selected
条件“sal> all(3000,null)”等价于sal>3000 and sal>null, 结果只能为NULL或FALSE，所以不返回行。
（6）（not）between
SQL>select ename,sal from emp where sal between null and 3000;
no rows selected
条件“sal between null and 3000”等价于sal>=null and sal<=3000, 结果只能为NULL或FALSE，所以不返回行。
SQL>select ename,sal from emp where sal not between null and 3000;
ENAME SAL
---------- ---------
KING 5000
条件“sal not between null and 3000”等价于sal<null or sal>3000,类似前述（3）的第一句，结果返回sal>3000的行。
下表为比较操作符和空值的小结：
比较操作符
表达式（例：A、B是NULL、C=10）
结果
IS NULL、IS NOT NULL
A IS NULL
TRUE
A IS NOT NULL
FALSE
C IS NULL
FALSE
C IS NOT NULL
TRUE
=、!=、>=、<=、>、<
A = NULL
NULL
A > NULL
NULL
C = NULL
NULL
C > NULL
NULL
IN (=ANY)
A IN (10,NULL)
NULL
C IN (10,NULL)
TRUE
C IN (20,NULL)
NULL
NOT IN
(等价于！=ALL)
A NOT IN (20,NULL)
NULL
C NOT IN (20,NULL)
FALSE
C NOT IN (10,NULL)
NULL
ANY，SOME
A > ANY(5,NULL)
NULL
C > ANY(5,NULL)
TRUE
C > ANY(15,NULL)
NULL
ALL
A > ALL(5,NULL)
NULL
C > ALL(5,NULL)
NULL
C > ALL(15,NULL)
FALSE
(NOT)BETWEEN
A BETWEEN 5 AND NULL
NULL
C BETWEEN 5 AND NULL
NULL
C BETWEEN 15 AND NULL
FALSE
A NOT BETWEEN 5 AND NULL
NULL
C NOT BETWEEN 5 AND NULL
NULL
C NOT BETWEEN 15 AND NULL
TRUE
3、 空值和算术、字符操作符
（1）算术操作符：空值不等价于0，任何含有空值的算术表达式其运算结果都为空值，例如空值加10为空值。
（2）字符操作符：因为ORACLE目前处理零个字符值的方法与处理空值的方法相同（日后的版本中不一定仍然如此），所以对于，空值等价于零个字符值。例：
SQL>select ename,mgr,enamemgr,sal,comm,sal+comm from emp;
ENAME MGR ENAMEMGR SAL COMM SAL+COMM
---------- --------- ------------- --------- --------- ---------
SMITH 7902 SMITH7902 800
ALLEN 7698 ALLEN7698 1600 300 1900
WARD 7698 WARD7698 1250 500 1750
JONES 7839 JONES7839 2975
MARTIN 7698 MARTIN7698 1250 1400 2650
BLAKE 7839 BLAKE7839 2850
CLARK 7839 CLARK7839 2450
SCOTT 7566 SCOTT7566 3000
KING KING 5000
TURNER 7698 TURNER7698 1500 0 1500
ADAMS 7788 ADAMS7788 1100
JAMES 7698 JAMES7698 950
FORD 7566 FORD7566 3000
MILLER 7782 MILLER7782 1300
我们可以看到，凡mgr为空值的，enamemgr结果等于ename；凡是comm为空值的行，sal+comm均为空值。
四、空值和函数
1．空值和度量函数
对于度量函数，假如给定的参数为空值，则其（NVL、TRANSLATE除外）返回值为空值。如下例中的ABS（COMM），假如COMM为空值，ABS(COMM)为空值。
SQL> select ename,sal,comm,abs(comm) from emp where sal<1500;
ENAME SAL COMM ABS(COMM)
---------- --------- --------- ---------
SMITH 800
WARD 1250 500 500
MARTIN 1250 1400 1400
ADAMS 1100
JAMES 950
MILLER 1300
2.空值和组函数
组函数忽略空值。在实际应用中，根据需要可利用nvl函数用零代替空值。例：
SQL>select count(comm),sum(comm),avg(comm) from emp;
COUNT(COMM) SUM(COMM) AVG(COMM)
----------- --------- ---------
4 2200 550
SQL>select count(nvl(comm,0)),sum(nvl(comm,0)),avg(nvl(comm,0))
from emp;
COUNT(NVL(COMM,0)) SUM(NVL(COMM,0)) AVG(NVL(COMM,0))
------------------ ---------------- ----------------
14 2200 157.14286
第一个SELECT语句忽略COMM为空值的行，第二个SELECT语句使用NVL函数统计了所有的COMM，所以它们统计的个数、平均值都不相同。
另外需要注重的是，在利用组函数进行数据处理时，不同的写法具有不同的不同含义，在实际应用中应灵活把握。例如：
SQL>select deptno,sum(sal),sum(comm), sum(sal+comm),sum(sal)+sum(comm),sum(nvl(sal,0)+nvl(comm,0))
from emp
group by deptno;
DEPTNO SUM(SAL) SUM(COMM) SUM(SAL+COMM) SUM(SAL)+SUM(COMM) SUM(NVL(SAL,0)+NVL(COMM,0))
--------- --------- --------- ------------- ------------------ ---------------------------
10 8750 8750
20 10875 10875
30 9400 2200 7800 11600 11600
可以看到SUM(SAL+COMM)、SUM(SAL)+SUM(COMM)、 SUM(NVL(SAL,0)+NVL(COMM,0))的区别：SUM(SAL+COMM)为先加然后计算各行的和，假如SAL、COMM中有一个为NULL，则该行忽略不计；SUM(SAL)+SUM(COMM)为先计算各行的合计然后再加，SAL、COMM中的NULL都忽略不计，但假如 SUM(SAL)、SUM(COMM)二者的结果之中有一个为NULL，则二者之和为NULL；在SUM(NVL(SAL,0)+NVL(COMM,0))里，SAL、COMM中的NULL按0处理。
五、空值的其它特性
1.空值在排序时大于任何值。例如：
SQL> select ename,comm from emp where deptno='30' order by comm；
ENAME COMM
---------- ---------
TURNER 0
ALLEN 300
WARD 500
MARTIN 1400
BLAKE
JAMES
2.空值不能被索引。虽然在某列上建立了索引，但是对该列的空值查询来说，因为空值没有被索引，所以不能改善查询的效率。例如下面的查询不能利用在MGR列上创建的索引。
SQL>select ename from emp where mgr is null;
ENAME
----------
KING
另外正是因为空值不被索引，所以可在含有空值的列上建立唯一性索引（UNIQUE INDEX）。例如，可以在EMP表的COMM列上建立唯一性索引：
SQL> create unique index emp_comm on emp(comm);
Index created.
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