Просмотр исходного текста страницы Неполные данные и null

{{В разработке}}

== Что означает null ==
Представим себе таблицы в БД университета ИТМО 
* ''Students(StudentId, StudentName, GroupId)''
* ''Groups(GroupId, GroupName)''
Что может означать тот факт, что у студента '''null''' в столбце GroupId?
* Значение неизвестно (нет информации, из какой группы студент)
* Значение неверно (студент учится в какой-то группе, но эта группа не представлена в БД)
* Значение еще/уже не существует (студент был зачислен, но еще не распределен в группу или уже отчислен)
* Значение не имеет смысла (студент из другого университета, который пришел с какими-то целями в ИТМО)
* Значение недоступно (недостаточно прав узнать группу)
На основе этих предположений можно сделать вывод, что значение '''null''' сильно зависит от контекста (какую предметную область мы моделируем итд.).<br> 
Вполне возможно, что возникнет необходимость различать разные виды того, что значение в том или ином смысле отсутствует.
== Можно ли обойтись без null? ==
Как представить кортеж с неопределенными частями в нашем случае?
* Разбить на 2 группы и сделать необязательную связь 1:1. В таком случае, в дополнительной таблице будет запись ''(StudentId, GroupId)'' тогда и только тогда, когда у студента определена группа
=== Где еще появляется null ===
* Результаты внешних соединений
* Результаты множественных операций
Оказывается, что в некоторых случаях без null не обойтись и надо уметь с ним работать.
== Операции с null ==
=== Тернарная логика ===
С точки зрения SQL, результат логического выражения может быть ''true'', ''false'' или ''unknown''.<br>
С другой стороны есть тип ''boolean'', и у него есть 3 значения: ''true'', ''false'' и '''''null''''' <br>
То есть формально ''unknown'' - это результат вычисления, а '''''null''''' - это конкретное значение, которое может быть записано в БД. На практике ''unknown'' представляется значением '''''null''''', и это различие не будет иметь большого значения.
==== Логические операции ====
===== Конъюнкция =====
{| style="background-color:#CCC;margin:0.5px;text-align:center"
!style="background-color:#EEE;color:#00F"| <tex>\bf{and}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{true}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{unknown}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{false}</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{true}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{unknown}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{false}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|}

===== Дизъюнкция =====
{| style="background-color:#CCC;margin:0.5px;text-align:center"
!style="background-color:#EEE;color:#00F"| <tex>\bf{or}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{true}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{unknown}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{false}</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{true}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{unknown}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{false}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|}

===== Отрицание =====
{| style="background-color:#CCC;margin:0.5px;text-align:center"
!style="background-color:#EEE;color:#00F"| <tex></tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{true}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{unknown}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{false}</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;color:#00F;;padding:2px 30px"| <tex>\bf{not}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|}

===== Импликация =====
TODO: уточнить
* A → B = (not A) or B
{| style="background-color:#CCC;margin-left:2rem;text-align:center"
!style="background-color:#EEE;color:#00F"| <tex>\bf{(not\ A)\ or\ B}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{true}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{unknown}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{false}</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{true}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{unknown}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{false}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|}

* A → B = not (A and not B)
{| style="background-color:#CCC;margin-left:2rem;text-align:center"
!style="background-color:#EEE;color:#00F"| <tex>\bf{not\ (A\ and\ not\ B)}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{true}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{unknown}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{false}</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{true}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{unknown}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{false}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|}
Оказывается что законы Де Моргана в данном случае '''не работают'''.

==== Сравнение ====
===== = =====
{| style="background-color:#CCC;margin:0.5px;text-align:center"
!style="background-color:#EEE;color:#00F"| <tex>\bf{=}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{true}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{unknown}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{false}</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{true}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{unknown}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{false}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>unknown</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>екгу</tex>
|}

===== is =====
{| style="background-color:#CCC;margin:0.5px;text-align:center"
!style="background-color:#EEE;color:#00F"| <tex></tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{true}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{unknown}</tex>
!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{false}</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;color:#00F;;padding:2px 30px"| <tex>\bf{is\ true}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;color:#00F;;padding:2px 30px"| <tex>\bf{is\ unknown}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;color:#00F;;padding:2px 30px"| <tex>\bf{is\ false}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;color:#00F;;padding:2px 30px"| <tex>\bf{is\ not\ true}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;color:#00F;;padding:2px 30px"| <tex>\bf{is\ not\ unknown}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|-
|style="background-color:#EEE;color:#00F;;padding:2px 30px"| <tex>\bf{is\ not\ false}</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>true</tex>
|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>false</tex>
|}
==== Скалярные операции ====
===== null заразен =====
Следующие операции с '''null''' порождают '''null''' 
* =, <>, <, <=, >, >=
* +, −, *, /
* ||
* in ('''''in'''(true, false, null)'' не дает нужного эффекта, т.к. сравнение с '''null''' попродит '''null''')

===== coalesce(v1, v2, ...) =====
* Принимает произвольное число аргументов и возвращает первый не null
* Если все аргументы null - возвращает '''null'''

=== Дубликаты и null ===
Так как null ≠ null, сравнения кортежей, содержащих null не обладают интуитивными свойствами, например:
* ''R ∪ R'' - не всегда R 
* ''R ∩ R'' - не всегда R
* ''R ⋈ R'' - не всегда R

=== Спецэффекты ===
При детальном рассмотрении, оказывается, что сравнение не транзитивно и не рефлексивно.
* ''x = x'' - true или null
* ''x <> x'' - true или null
* ''x or x'' - true или null
* ''x or not x'' - true или null
* ''x and not x'' - false или null

=== Ключи и null ===
Можно использовать null:
* Альтернативные ключи
* Внешние ключи
** Простые
** Составные, отсутствующие целиком

Первичные ключи не могут содержать '''null'''.

== Null и SQL ==
todo