T-SQL基础：不当子查询处理
本节将介绍子查询行为可能违背你期望的情况，并提供了最佳做法，这样就可以在代码中避免与此类情况相关的逻辑错误。
1．NULL故障
回顾一下，T-SQL使用三值逻辑。本节中，我将演示当子查询涉及NULL标记并且没有考虑三值逻辑情况下演变而来的问题。
请考虑以下看起来比较直观的查询，用于返回没有订单的客户。
SELECT custid, companyname
FROM Sales.Customers
WHERE custid NOT IN(SELECT O.custid
FROM Sales.Orders AS O);
当前示例数据在TSQL2012
数据库的Orders表中，查询似乎是按照你期望的方式工作。事实上，它返回两个没有订单的客户。
custid companyname
----------- ----------------
22 Customer DTDMN
57 Customer WVAXS
接下来，运行以下代码，插入一个客户ID为NULL的新订单到Orders表中。
INSERT INTO Sales.Orders
(custid, empid, orderdate,requireddate, shippeddate, shipperid,
freight,shipname, shipaddress, shipcity, shipregion,
shippostalcode, shipcountry)
VALUES(NULL,1, '20090212', '20090212',
'20090212', 1, 123.00, N'abc', N'abc', N'abc',
N'abc', N'abc', N'abc');
运行此查询，应当返回没有订单的客户。
SELECT custid, companyname
FROM Sales.Customers
WHERE custid NOT IN(SELECT O.custid
FROM Sales.Orders AS O);
这一次，查询返回一个空集合。牢记在第2章“单表查询”中你已经读过的有关NULL标记的部分，试着解释一下为什么该查询返回一个空集合。还要考虑如何让客户22和57输出，一般来说，要找出可以避免此类问题的最佳做法，假设就是这个问题。
显然，这个故事中的罪魁祸首是添加到Orders表中的NULL客户ID，并且现在与已知客户ID被子查询返回了。
让我们从以你期望的行为方式部分开始。对于有订单的客户（例如，客户85）IN谓词返回TRUE，因为这样的客户可以被子查询返回。NOT运算符用于否定IN谓词。因此，NOT TRUE变成了FALSE，并且客户不会被外部查询返回。这意味着当客户ID出现在Orders表中时，可以肯定地说客户有订单，因此你不想让它出现在输出中。然而，当Orders表中有NULL客户ID时，你就不能肯定地说某个确定的客户ID是否出现在Orders中，稍后将解释原因。
对于像22这样没有出现在Orders已知客户ID集合中的客户，IN谓词返回UNKNOWN（真值UNKNOWN类似于真值TRUE和FALSE）。IN谓词对于这样的客户返回UNKNOWN，是因为将其与所有已知客户ID比较生成FALSE，将其与集合中的NULL比较生成UNKNOWN，FALSE OR UNKNOWN生成UNKNOWN。一个更具体的例子，考虑一下表达式22 NOT IN (1, 2, NULL)。此表达式可以换个说法NOT 22 IN (1, 2,NULL)，展开这个表达式为NOT (22 = 1 OR 22 = 2 OR 22= NULL)。计算括号内每个单独的表达式到其真值，你会得到NOT (FALSE OR FALSE ORUNKNOWN)，这会解释为NOT UNKNOWN，计算结果为UNKNOWN。
在应用NOT运算符之前，这里UNKNOWN的逻辑含义是无法确定客户ID是否出现在集合中，因为NULL可以表示客户ID以及其他任何值。有趣的是，使用NOT运算符否定UNKNOWN仍旧生成UNKNOWN，并且查询筛选中的UNKNOWN是被过滤掉的。这意味着，这是一种不知道客户ID是否出现在集合中，也不知道其是否未出现在集合中的情况。
总之，当对一个至少返回一个NULL的子查询使用谓词时，外部查询总是返回空集合。因为外部查询要求返回没有出现在集合中的值，已知出现在集合中的外部表值不会返回。因为在包含NULL的集合中，你永远不能肯定地说值没出现在集合中，没有出现在已知值集合中的值不会返回。
那么，遵循什么方法可以避免这种故障呢？
第一，列不应该允许NULL标记，将其定义为NOT NULL是十分重要的。强制数据完整性比许多人意识到的更加重要的。
第二，你写的所有查询中，应考虑三值逻辑（TRUE、FALSE和UNKNOWN）的所有三种可能的真值。想清楚查询是否会处理NULL标记，如果是这样，NULL标记的默认处理是否适合你的需要。当不适合时，就需要进行干预。例如，在我们分析过的示例中，因为与NULL比较，外部查询返回一个空集合。如果要检查某个客户ID是否出现在已知值集合中，并且忽略了NULL标记，你应该显式或隐式地排除NULL标记。显式排除NULL标记的一个方法是像下面这样添加O.custid IS NOT NULL到子查询中。
SELECT custid, companyname
FROM Sales.Customers
WHERE custid NOT IN(SELECT O.custid
FROM Sales.Orders AS O
WHERE O.custid IS NOT NULL);
你还可以像下面这样使用NOT EXISTS谓词替换NOT IN，隐式地排除NULL标记。
SELECT custid, companyname
FROM Sales.Customers AS C
WHERE NOT EXISTS
(SELECT*
FROMSales.Orders AS O
WHEREO.custid = C.custid);
回顾一下，与IN不同的是，EXISTS使用两值谓词逻辑。EXISTS总是返回TRUE或FALSE，并且绝不返回UNKNOWN。当子查询受到O.custid中的NULL困扰时，表达式的计算结果为UNKNOWN，并且行被过滤掉。对EXISTS谓词来说，NULL情况被自然过滤掉了，即使不存在NULL。所以EXISTS最终仅处理已知的客户ID，因此，使用NOT EXISTS比NOT IN安全。
完成实验后，请运行以下清理代码