NULL в SQL: Что это такое и почему его знание необходимо каждому разработчику

NULL - это специальное значение, которое используется в SQL для обозначения отсутствия данных. Оно отличается от пустой строки или нулевого значения, так как NULL означает отсутствие какого-либо значения в ячейке таблицы.

История появления NULL в SQL довольно интересна и длинна. В начале 1970-х годов Д. Камерер (D. Chamberlin) и Р. Бойд (R. Boyce) предложили использовать реляционную модель для полной замены иерархических и сетевых моделей данных, которые были актуальны в то время. Полная замена предполагала возможность хранения значений NULL в таблицах структуры базы данных.

Первоначально, NULL был создан как интегральный элемент реляционной модели данных. Это означало, что NULL мог быть использован в качестве значения для любого типа данных (целого числа, строки и т.д.) или даже целой строки (например, таких значений как "неизвестно" или "нет данных").

Когда была разработана SQL, NULL был реализован как специальное значение или маркер, который указывает на отсутствие значения в столбце. Таким образом, в SQL NULL означает отсутствие значения или неопределенное значение.

Однако, NULL создал некоторые проблемы при работе с данными в SQL. Например, если вы выполняете операцию на столбце, содержащем NULL значение, результат операции также будет NULL. Это означает, что использование NULL может приводить к нежелательным результатам, таким как непредсказуемое поведение.

Однако, важно понимать, что NULL не обязательно означает отсутствие информации или отсутствие значения в столбце. NULL может быть использован для разных целей, таких как указание на неопределенный результат для вычислений или как маркер для отметки отсутствия значения в таблице.

Рассмотрим несколько SQL операций с NULL

1. Как назначить значение NULL в SQL?
   Значение NULL можно явно указать при создании таблицы или добавления записей в таблицу. Например, при создании таблицы можно указать, что один из столбцов не обязательно должен иметь значение, используя ключевое слово NULL.
    
2. Как проверить NULL в SQL?
   Для того чтобы проверить значение NULL в SQL, используется оператор IS NULL. Этот оператор возвращает true, если значение столбца равно NULL.
    
3. NULL и требования целостности данных
   NULL может нарушить требования целостности данных, которые гарантируют, что данные в таблице являются валидными и согласованными. Например, требование необходимости заполнения поля значением может быть нарушено, если значение NULL допустимо.
    
4. Ограничение NOT NULL
   Ограничение NOT NULL позволяет определить, что значение в столбце не может быть NULL. Это означает, что при добавлении записи в таблицу обязательно должно быть заполнено значение для данного столбца.
    
5. ISNULL
   Функция ISNULL возвращает первый аргумент, если он не равен NULL, и второй аргумент, если первый аргумент равен NULL. ISNULL наиболее часто используется для замены значений NULL на конкретные значения.
    
6. COALESCE
   Функция COALESCE возвращает первый аргумент, который не равняется NULL. COALESCE может быть полезна, когда вам нужно выбрать первое значение из двух или нескольких, которые могут быть пустыми.
    
7. NULLIF
   Функция NULLIF возвращает NULL, если два аргумента равны. Если аргументы не равны, она возвращает первый аргумент. Эта функция может быть полезна для условного выполнения некоторых операций в зависимости от того, равны ли значения.

Почему знание NULL важно для SQL-разработчиков?

Понимание того, что такое NULL и как он работает, важно для SQL-разработчиков, так как они должны убедиться, что данные в таблице корректны и не содержат NULL, если это не предусмотрено требованиями для соответствующего столбца таблицы. Также знание правильной работы с NULL в SQL позволяет избежать неожиданного поведения запросов и операторов, которые могут привести к ошибкам или неверным результатам. Кроме того, понимание того, как обрабатывать значения NULL, может улучшить эффективность запросов, так как правильное использование функций для работы с NULL может сократить количество кода и убрать дублирование.

NULL в базе данных может привести к ошибкам, например:

1. Сравнение значений. Если в таблице присутствуют значения NULL, то при выполнении операции сравнения, например, WHERE column_name = NULL, результатом будет False. Вместо этого нужно использовать оператор IS NULL.
    
2. Вычисления. Если при выполнении арифметических операций включены значения NULL, то результат такой операции тоже будет NULL. Например, 5 + NULL = NULL.
    
3. Сортировка. При сортировке значений в столбце, которые содержат NULL, может произойти непредсказуемый результат в зависимости от реализации сортировки в базе.
    
4. Внешние ключи. Если в таблице соединения используются внешние ключи, то значение NULL может привести к нарушению связной целостности.
    
5. Агрегирующие функции. При использовании агрегирующих функций в запросах, значения NULL могут не быть учтены в результате.
    
6. Вывод на экран. Если значение NULL выводится на экран пользователя, это может вызвать возможное недопонимание и ухудшение пользовательского опыта.

Все эти проблемы могут привести к ошибкам при обработке данных и привести к неправильным результатам. Необходимо быть осторожным при работе с NULL значениями в базе данных и учитывать их взаимодействие при проектировании и разработке баз данных.

Пример неудачного использования NULL

Допустим, у нас есть таблица, в которой хранится информация о заказах в интернет-магазине. Среди полей есть поля, отражающие дату создания заказа (orderdate) и дату его доставки (deliverydate).

Однажды в этой таблице обнаружилась ошибка: у нескольких заказов deliverydate было не заполнено, т.е. им было присвоено значение NULL. Разработчики не заметили этого и продолжили работу с данными.

Однако при анализе статистики продаж на одном из графиков заказы отображались в зависимости от даты доставки. Из-за того, что несколько заказов не имели значения в поле deliverydate, они не отображались на графике вовсе, что привело к искажению реальных данных и ошибочным выводам о продажах на определенные даты.

Эта ошибка привела к тому, что команда интернет-магазина долго работала с неточными данными, и необходимо было потратить много времени на исправление ошибки и калибровку аналитических инструментов. Все эти проблемы могли быть исправлены, если бы разработчики были внимательными и не допустили присвоения значения NULL в поле, которое требует обязательного заполнения.

В итоге, знание NULL очень важно для SQL-разработчиков, так как неправильное использование NULL может привести к ошибкам в запросах и значительно затруднить дальнейшую обработку данных. Однако, правильное использование NULL может упростить запросы и дать возможность корректно хранить и обрабатывать данные. Поэтому, при работе с базами данных, SQL-разработчикам необходимо быть внимательными и осознанными в использовании NULL.

Бонус

Три вопроса с собеседований, где вас проверяют на знание NULL в SQL:

1. Как проверить, есть ли NULL значение в определенном столбце таблицы в SQL?
   
   Ответ: Необходимо использовать оператор "IS NULL" или "IS NOT NULL". Например, чтобы проверить, есть ли NULL значение в столбце "name" таблицы "users", нужно выполнить следующий запрос: SELECT FROM users WHERE name IS NULL;
    
2. Как можно заменить NULL значения на определенное значение в SQL?
   
   Ответ: Для замены NULL значений можно использовать оператор "COALESCE". Например, чтобы заменить NULL значения в столбце "price" таблицы "products" на значение 0, нужно выполнить следующий запрос: SELECT COALESCE(price, 0) FROM products;
    
3. Как можно проверить, что два столбца имеют одинаковые значения, включая NULL, в SQL?
   
   Ответ: Для этого нужно использовать оператор "IS NOT DISTINCT FROM". Он сравнивает значения двух столбцов, включая NULL значения. Например, чтобы проверить, что значения столбцов "name" и "address" в таблице "users" совпадают, нужно выполнить следующий запрос: SELECT FROM users WHERE name IS NOT DISTINCT FROM address;