MySQL条件查询IN和NOT IN左右两侧包含NULL值的处理方式

卡了一晚上的一个问题，基础不牢，地动山摇！

题目

给定一个表 tree，id 是树节点的编号， p_id 是它父节点的 id 。

+----+------+| id | p\_id |+----+------+| 1 | NULL || 2 | 1 || 3 | 1 || 4 | 2 || 5 | 2 |+----+------+

树中每个节点属于以下三种类型之一：

叶子：如果这个节点没有任何孩子节点。

根：如果这个节点是整棵树的根，即没有父节点。

内部节点：如果这个节点既不是叶子节点也不是根节点。

写一个查询语句，输出所有节点的编号和节点的类型，并将结果按照节点编号排序。上面样例的结果为：

+----+------+| id | TYPE |+----+------+| 1 | Root || 2 | INNER|| 3 | Leaf || 4 | Leaf || 5 | Leaf |+----+------+

解释

节点 ‘1’ 是根节点，因为它的父节点是 NULL ，同时它有孩子节点 ‘2’ 和 ‘3’ 。

节点 ‘2’ 是内部节点，因为它有父节点 ‘1’ ，也有孩子节点 ‘4’ 和 ‘5’ 。

节点 ‘3’, ‘4’ 和 ‘5’ 都是叶子节点，因为它们都有父节点同时没有孩子节点。

样例中树的形态如下：

 1/ \\2 3/ \\4 5

首先先建表

1.建表
CREATE TABLE tree(
id INT ,
p_id INT
)

下面是我的做法：

SELECT id,(
CASE WHEN tree.p_id IS NULL THEN 'Root'WHEN tree.id NOT IN (  -- id不在父结点p_id列时，认为是叶子结点，逻辑上没有问题！SELECT p_idFROM treeGROUP BY p_id) THEN 'Leaf'ELSE 'Inner'
END
)TYPE
FROM tree

我觉得当id不在父结点p_id列时，认为是叶子结点，这在逻辑上完全没有任何问题，然而事情并没有这么简单，查询结果如下：从id=3开始没有查到我想要的结果！神奇吧!

于是又过了一晚上，终于解决了问题，我先给出正确的做法：

SELECT id,(
CASE WHEN tree.p_id IS NULL THEN 'Root'WHEN tree.id NOT IN (SELECT p_idFROM treeWHERE p_id IS NOT NULL  -- 添加了一句SQLGROUP BY p_id) THEN 'Leaf'ELSE 'Inner'
END
)TYPE
FROM tree

为什么会这样呢？
我们都知道

MySQL 中的 IN 运算符用来判断表达式的值是否位于给出的列表中；如果是，返回值为 1，否则返回值为 0。NOT IN 的作用和 IN 恰好相反，NOT IN 用来判断表达式的值是否不存在于给出的列表中；如果不是，返回值为 1，否则返回值为 0。

一般情况下我们都是这样用的，结果也是我们想要的。但是下面的特殊情况我们却经常遇到！

（1）in和not in左右两侧都没有NULL值的情况

【实例1】在 SQL 语句中使用 IN 和 NOT IN 运算符：

mysql> SELECT 2 IN (1,3,5,'thks'),'thks' IN (1,3,5, 'thks');
+---------------------+---------------------------+
| 2 IN (1,3,5,'thks') | 'thks' IN (1,3,5, 'thks') |
+---------------------+---------------------------+
|                   0 |                         1 |
+---------------------+---------------------------+
1 row in set, 2 warnings (0.00 sec)mysql> SELECT 2 NOT IN (1,3,5,'thks'),'thks' NOT IN (1,3,5, 'thks');
+-------------------------+-------------------------------+
| 2 NOT IN (1,3,5,'thks') | 'thks' NOT IN (1,3,5, 'thks') |
+-------------------------+-------------------------------+
|                       1 |                             0 |
+-------------------------+-------------------------------+
1 row in set, 2 warnings (0.00 sec)

由结果可以看到，IN 和 NOT IN 的返回值正好相反。

但是忽略了一个NULL值问题

对空值 NULL 的处理
当 IN 运算符的两侧有一个为空值 NULL 时，如果找不到匹配项，则返回值为 NULL；如果找到了匹配项，则返回值为 1。

（2）NULL值在in左右两侧

请看下面的 SQL 语句如下：

mysql> SELECT NULL IN (1,3,5,'thks'),10 IN (1,3,NULL,'thks');
+------------------------+-------------------------+
| NULL IN (1,3,5,'thks') | 10 IN (1,3,NULL,'thks') |
+------------------------+-------------------------+
|                   NULL |                    NULL |
+------------------------+-------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)mysql>  SELECT NULL IN (1,3,5,'thks'),10 IN (1,10,NULL,'thks');
+------------------------+--------------------------+
| NULL IN (1,3,5,'thks') | 10 IN (1,10,NULL,'thks') |
+------------------------+--------------------------+
|                   NULL |                        1 |
+------------------------+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

（3）NULL在NOT IN 的其中一侧

NOT IN 恰好相反，当 NOT IN 运算符的两侧有一个为空值 NULL 时，如果找不到匹配项，则返回值为 NULL；如果找到了匹配项，则返回值为 0。

请看下面的 SQL 语句如下：

mysql>  SELECT NULL NOT IN (1,3,5,'thks'),10 NOT IN (1,0,NULL,'thks');
+----------------------------+-----------------------------+
| NULL NOT IN (1,3,5,'thks') | 10 NOT IN (1,0,NULL,'thks') |
+----------------------------+-----------------------------+
|                       NULL |                        NULL |
+----------------------------+-----------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)mysql>  SELECT NULL NOT IN (1,3,5,'thks'),10 NOT IN (1,10,NULL,'thks');
+----------------------------+------------------------------+
| NULL NOT IN (1,3,5,'thks') | 10 NOT IN (1,10,NULL,'thks') |
+----------------------------+------------------------------+
|                       NULL |                            0 |
+----------------------------+------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

根据（3）NULL在NOT IN 的其中一侧的结果，这就可以看出问题
先来查询下面SQL语句，慢慢发现问题

SELECT p_id
FROM tree
GROUP BY p_id

上面查询结果包含了NULL值

所以查询下面SQL语句就查不到任何东西，这是因为NOT IN返回了NULL

SELECT id
FROM tree
WHERE id NOT IN (SELECT p_idFROM treeGROUP BY p_id)

所以要想查询出来结果就要先把NULL值给处理掉！好了，Bug搞定！
这题还有另外一种做法：

SELECT id,(
CASE WHEN tree.p_id IS NULL THEN 'Root'WHEN tree.id IN (SELECT p_idFROM treeGROUP BY p_id) THEN 'Inner'ELSE 'Leaf'
END
)TYPE
FROM tree

为什么是对的？留给大家想想