Работа с NULL в SQL: как считать NULL и NOT NULL

Работа с NULL — одна из частых и запутанных задач при анализе данных и администрировании баз. Понимание того, что такое NULL и как он ведёт себя в запросах и агрегациях, позволяет получать корректные и воспроизводимые выводы из данных.

Что такое NULL в SQL

NULL — это отсутствие значения: поле оставлено пустым или значение неизвестно. NULL не равняется 0 и не равняется пустой строке ‘’ — это отдельное состояние.

Краткая дефиниция: NULL обозначает «нет значения» и подчиняется трёхзначной логике (TRUE, FALSE, UNKNOWN).

Почему это важно:

• Операторы =, <, >, <> при сравнении с NULL возвращают UNKNOWN, а не TRUE/FALSE.
• В WHERE условии UNKNOWN трактуется как FALSE — строки с NULL обычно отфильтровываются, если явно не проверять IS NULL.

Пример создания таблицы и вставки записей с NULL:

CREATE TABLE Employee (
  FirstName VARCHAR(50),
  LastName VARCHAR(50),
  PhoneNum VARCHAR(15),
  Salary FLOAT
);

INSERT INTO Employee (FirstName, LastName, PhoneNum, Salary)
VALUES
  ('Maxwell', 'Ayomide', '812-345-6789', 150000.00),
  ('David', 'Tosin', NULL, 450000.00),
  ('Eben', 'Teniola', '912-345-6789', 590000.00),
  ('Kenneth', 'Olisa', '809-456-8732', NULL),
  ('Esther', 'Oge', NULL, NULL);

Вы можете обновлять строки с NULL через UPDATE, если условие совпадает:

UPDATE Employee
SET FirstName = 'Esther'
WHERE Salary = 200000;

Проверка результата:

SELECT * FROM Employee;

Когда NULL полезен

NULL полезен, когда значение неизвестно, не запрошено или неприменимо к строке. Примеры:

• Данные ещё не введены (анкета, отложенный сбор данных).
• Поле не относится к сущности (например, номер телефона для организации без телефона).
• Временное отсутствие данных при интеграции источников.

Проверка NULL и NOT NULL

IS NULL возвращает строки, где значение отсутствует:

SELECT FirstName, LastName, PhoneNum
FROM Employee
WHERE PhoneNum IS NULL;

IS NOT NULL — противоположное условие, возвращает строки с наличием значения:

SELECT FirstName, LastName, PhoneNum
FROM Employee
WHERE PhoneNum IS NOT NULL;

Как считать NULL в столбце

COUNT() ведёт себя по-разному в зависимости от аргумента:

• COUNT(*) считает строки (включая те, где колонка = NULL).
• COUNT(column) считает только ненулевые значения в указанной колонке.

Пример: посчитать количество NULL в PhoneNum:

SELECT COUNT(*) AS [Total Number of NULL]
FROM Employee
WHERE PhoneNum IS NULL;

Посчитать количество NOT NULL в PhoneNum:

SELECT COUNT(PhoneNum) AS [Total Number of Non-NULL Values]
FROM Employee
WHERE PhoneNum IS NOT NULL;

Полезный приём — вернуть оба числа в одной строке:

SELECT
  SUM(CASE WHEN PhoneNum IS NULL THEN 1 ELSE 0 END) AS [Number Of Null Values],
  COUNT(PhoneNum) AS [Number Of Non-Null Values]
FROM Employee;

Объяснение: CASE отмечает NULL как 1, затем SUM суммирует такие метки.

Частые ошибки и когда подход проваливается

• Нельзя писать WHERE PhoneNum = NULL — такое условие всегда даёт пустой результат.
• COUNT(column) не считает NULL — новички удивляются, когда COUNT меньше ожидаемого.
• Пустая строка ‘’ и NULL — разные вещи. В текстовых полях ‘’ считается значением.
• В разных СУБД поведение функций может отличаться (например, агрегаты, индексирование NULL).

Альтернативные приёмы и полезные функции

• COALESCE(col, replacement) — заменить NULL на значение по умолчанию в выводе.
• NULLIF(expr1, expr2) — вернуть NULL, если значения равны (удобно для очистки).
• FILTER (Postgres) — альтернативный синтаксис для агрегатов: COUNT(*) FILTER (WHERE PhoneNum IS NULL).

Примеры:

SELECT COALESCE(PhoneNum, 'NO_PHONE') AS PhoneDisplay FROM Employee;

-- Postgres-specific
SELECT
  COUNT(*) FILTER (WHERE PhoneNum IS NULL) AS num_null,
  COUNT(*) FILTER (WHERE PhoneNum IS NOT NULL) AS num_not_null
FROM Employee;

Ментальные модели и эвристики

• Думайте о NULL как о «третьем состоянии» помимо true/false или 1/0.
• Для агрегаций сначала решите: вы хотите считать строки или значения в колонке?
• Всегда явно обрабатывайте NULL на входе и выводе — это уменьшает неожиданные результаты.

Производительность и индексирование

• Индексы могут или не могут включать NULL-значения в зависимости от СУБД и типа индекса.
• WHERE PhoneNum IS NULL по большим таблицам может быть дорогостоящей операцией без подходящего покрытия.
• Рассмотрите хранение флага (has_phone BOOL) если часто фильтруете по наличию значения.

Важно: перед модификацией структуры таблицы (добавление NOT NULL, замена NULL на дефолт) проверьте влияние на приложение и интеграции.

Проверки, тесты и критерии приёмки

Критерии приёмки:

• Запросы возвращают корректное количество NULL и NOT NULL для тестового набора данных.
• Замена NULL на дефолт не изменила смысл данных для потребителей.
• Производительность запросов соответствует SLO/ожиданиям (время выполнения приемлемо).

Тестовые случаи:

• Таблица с 0 NULL, 50% NULL, 100% NULL.
• Смешанные ‘’ и NULL в текстовых колонках.
• JOIN, где ключи могут быть NULL — проверьте поведение LEFT/INNER JOIN.

Чек-листы для ролей

Аналитик:

• Проверить, что NULL интерпретируются правильно в анализе.
• Использовать COALESCE при необходимости представить данные для отчёта.

Разработчик:

• Не полагаться на сравнение = NULL.
• Добавить документацию по смыслу NULL в схеме.

DBA:

• Оценить индексацию и влияние NULL на планы выполнения.
• Решить правила NULL/NOT NULL для новых колонок.

Быстрый чек-лист и сниппет (cheat sheet)

• Посчитать NULL: SELECT COUNT(*) FROM t WHERE col IS NULL;
• Посчитать NOT NULL: SELECT COUNT(col) FROM t;
• Оба сразу: SELECT SUM(CASE WHEN col IS NULL THEN 1 ELSE 0 END), COUNT(col) FROM t;
• Показать замену: SELECT COALESCE(col, ‘—‘) FROM t;

Резюме

NULL — это не баг, а состояние данных. Осознанное обращение с NULL (IS NULL/IS NOT NULL, COUNT(), COALESCE, CASE) делает анализ корректным и предсказуемым. Проверьте поведение в вашей СУБД, добавьте тесты и документируйте смысл NULL в каждой колонке.

Важно: отличайте NULL от пустой строки и проверяйте влияние на производительность при больших объёмах данных.

Ключевые команды и идеи собраны в этом материале — используйте их как SOP перед запуском отчётов или изменением схемы.