3.1 列表达式、常用函数与 NULL 的三值逻辑

本节摘要：SELECT 的列位置可以放表达式——运算、拼接、函数调用皆可，加工后的列用 AS 起别名；常用函数集中在字符串、日期、数值三族；而 NULL 不是值而是"未知"，它让比较运算返回第三个结果"未知"，只有 IS NULL 能准确找到它。本节把这三件事一次讲透，NULL 的篇幅最大，因为它是全书陷阱的源头。

一条查询引出的三个意外

从一条看似无害的报表查询开始。需求：算出每本书的库存金额，并标出出版了多少天。


-- 库存金额 = 价格 × 库存；出版天数 = 今天减去出版日期
SELECT
  title,
  price * stock AS stock_value,
  DATEDIFF(CURDATE(), published_at) AS days_since_pub
FROM books;


+-----------------------+-------------+-----------------+
| title                 | stock_value | days_since_pub  |
+-----------------------+-------------+-----------------+
| 数据库系统概念        |       12.00 |            2732 |
| SQL必知必会           |     1552.00 |            2277 |
| 算法导论              |     896.00  |            5313 |
| 深入理解计算机系统    |        NULL |            NULL |
+-----------------------+-------------+-----------------+

三个意外依次现身。意外一：第一行的库存金额算出来只有 12.00——因为演示数据里这本书此刻价格恰好是 1.00，运算没有问题，但读数的人必须知道这列是乘出来的，别把中间表当原始事实。意外二：第四本书两列全是 NULL——它还没定出版日期，published_at 为 NULL，而 NULL 参与任何运算结果都是 NULL：未知的日子减去今天，天数自然也未知。意外三：NULL 出现在数字列里，却没有让整行消失——它以一种"存在但不可知"的姿态挂在结果集里，等你后续处理。

先解决前半截：表达式与函数。列位置能放的东西远比想象多——算术运算（+ - * /）、字符串拼接、函数调用、标量子查询（第 6 章）、CASE（下一节）。三族函数速览：


-- 字符串族：拼接、截取、大小写、长度
SELECT
  CONCAT(title, '（', stock, '本）')  AS 标签,
  SUBSTRING(title, 1, 6)              AS 前六字,
  CHAR_LENGTH(title)                  AS 字符数
FROM books LIMIT 2;


+------------------------------+------------+--------------+
| 标签                         | 前六字     | 字符数       |
+------------------------------+------------+--------------+
| 数据库系统概念（12本）       | 数据库系统 |            7 |
| SQL必知必会（30本）          | SQL必知    |            8 |
+------------------------------+------------+--------------+


-- 日期族：格式化、间隔、提取部件
SELECT
  DATE_FORMAT(published_at, '%Y年%m月') AS 出版月份,
  YEAR(published_at)                    AS 年,
  CURDATE() + INTERVAL 30 DAY           AS 三十天后
FROM books WHERE id = 1;


+--------------+--------+------------+
| 出版月份     | 年     | 三十天后   |
+--------------+--------+------------+
| 2019年03月   |   2019 | 2026-09-21 |
+--------------+--------+------------+

两族函数的方言差异最明显：日期函数 MySQL 用 DATE_FORMAT，PostgreSQL 用 TO_CHAR；字符串拼接 MySQL 用 CONCAT，标准 SQL 用两个竖线。换数据库时优先核对函数表，语法骨架倒是大同小异。

NULL：不是值，是未知

现在正面处理第三列的 NULL。定义先行：NULL 表示"这一格的值未知或不存在"，它不是 0、不是空字符串、不是 'NULL' 文本。四个东西在数据库里是四种完全不同的状态：库存为 0 表示"确确实实没有货"，库存为 NULL 表示"不知道有多少货"——前者是事实，后者是无知。

因为 NULL 是未知，比较运算遇到它就产生第三种结果。普通比较只有真、假两态，而"未知"参与的比较既不能说真也不能说假，只能返回未知（UNKNOWN）。这就是所谓三值逻辑：真、假、未知。看实测：


-- 实验：NULL 参与的各种比较，返回 1 为真、0 为假、NULL 为未知
SELECT
  (NULL = NULL)  AS 等于自己,
  (NULL <> 1)    AS 不等于一,
  (NULL IS NULL) AS 是不是NULL,
  (1 = 1)        AS 普通比较;


+--------------+--------------+--------------+--------------+
| 等于自己     | 不等于一     | 是不是NULL   | 普通比较     |
+--------------+--------------+--------------+--------------+
|         NULL |         NULL |            1 |            1 |
+--------------+--------------+--------------+--------------+

NULL = NULL 的结果不是 1（真）而是 NULL（未知）——两个未知互相比较，答案仍是未知。推论非常实用：WHERE price = NULL 永远筛不出任何行，因为条件结果不是真。找 NULL 唯一正确的姿势是 IS NULL，反过来是 IS NOT NULL。

WHERE 只放行结果为"真"的行，"假"与"未知"都被拦下。这个规则在 NOT 面前会变得反直觉：


-- 反直觉实验：NOT 对未知的传播
SELECT
  NOT (NULL = 1)  AS 非真即假吗,
  (NULL = 1 OR 1 = 1) AS 或上真,
  (NULL = 1 AND 1 = 2) AS 且上假;


+------------------+------------+------------+
| 非真即假吗       | 或上真     | 且上假     |
+------------------+------------+------------+
|             NULL |          1 |          0 |
+------------------+------------+------------+

三个结果连起来读：NOT 未知还是未知；"未知 OR 真"因第二项为真而整体为真；"未知 AND 假"因第二项为假而整体为假。三值逻辑的运算表不过这几条，但第 6 章 NOT IN 的著名翻车现场正是"NOT 未知 = 未知"这一条掀起的——先在这里立好碑。

图 3-1 NULL 三值逻辑判定图

与 NULL 共事的日常

空值在实际工作里最常出现在报表展示与排序两个场景。展示场景用 COALESCE 补默认值——它接受多个参数，返回第一个非 NULL 的：


-- 出版日期未定时显示"待定"，天数未知时显示横杠
SELECT
  title,
  COALESCE(DATE_FORMAT(published_at, '%Y-%m'), '待定') AS 出版信息,
  COALESCE(CAST(DATEDIFF(CURDATE(), published_at) AS CHAR), '-') AS 已出版天数
FROM books
ORDER BY stock_value兜底 ASC
LIMIT 3;

上面的 ORDER BY 故意写了一个不存在的列名兜底，执行会报错——正确写法是把表达式或别名原样放进 ORDER BY。修正后：


SELECT
  title,
  price * stock AS stock_value,
  COALESCE(DATE_FORMAT(published_at, '%Y-%m'), '待定') AS 出版信息
FROM books
ORDER BY stock_value ASC;      -- 别名在 ORDER BY 中可用（1.3 节的执行顺序）


+-----------------------+-------------+--------------+
| title                 | stock_value | 出版信息     |
+-----------------------+-------------+--------------+
| 深入理解计算机系统    |        NULL | 待定         |
| 数据库系统概念        |       12.00 | 2019-03      |
| 算法导论              |      896.00 | 2012-01      |
+-----------------------+-------------+--------------+

注意 NULL 参与乘法后 stock_value 也成了 NULL，而 MySQL 升序排序把 NULL 排在最前——"未知"反而压过一切实数。想控制 NULL 位置，MySQL 提供 ORDER BY stock_value IS NULL, stock_value 的写法（NULL 往后放），PostgreSQL 提供 NULLS LAST 关键字。报表的空值哲学一句话：存储层诚实存 NULL，展示层按需补值，别把补过的值写回存储——一旦把"待定"写进日期列，第 4 章的日期函数全部罢工。

⚠️ 常见坑：拿 WHERE price <> NULL 或 WHERE price = NULL 找空值，查询"成功"返回零行，不报错、不报空，静默地什么都没干。凡是涉及可空列的过滤，先问自己一句"这一列可能有 NULL 吗"，可能就补一个 OR 列 IS NULL 的分支。

💡 关键直觉：把 NULL 读成"问号"而不是"零"。问号加一百还是问号，问号等于问号答案还是问号；想要"问号变答案"，只能用 IS NULL 认出它、用 COALESCE 替换它。

本节要点回顾

列位置即表达式：运算、拼接、函数、CASE 都可以，AS 别名让下游引用方便，但别名只在 ORDER BY 可见、WHERE 不可见；
三族函数是日常工具箱：字符串族拼接截取、日期族格式化求差、数值族四舍五入，方言差异集中在函数名；
NULL 是未知不是零：与 0、空串、'NULL' 文本是四种状态，语义完全不同；
三值逻辑：NULL 参与比较得未知，未知过不了 WHERE，NOT 传播未知——NOT IN 陷阱的种子在此埋下；
四个工具：IS NULL 认出、COALESCE 补值、NULL-aware 排序控制位置、聚合时记住函数会跳过 NULL（第 4 章展开）。

表达式解决"算什么"，NULL 解决"未知怎么算"。下一节补上最后一块拼图：条件分支 CASE——让查询自己打标签、分档位。

作者与出处

原作者：灏天文库

来源：灏天文库

整理：灏天文库整理

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