为什么 PostgreSQL 认为范围类型中的 NULL 边界与无限边界不同？

问题描述

只是作为序言，我不是问 NULL 边界和无限边界之间的区别是什么 - 那是 covered in this other question。相反，我问的是为什么 Postgresql 在 NULL 和无限边界之间进行区分，而（据我所知）它们的功能完全相同。

我最近开始使用 Postgresql 的范围类型，我对范围类型中的 NULL 值应该意味着什么感到有些困惑。 The documentation 说：

范围的下限可以省略，这意味着所有小于上限的值都包含在范围内，例如，(,3]。同样，如果省略了范围的上限，则所有大于下限的值都包含在范围内。如果上下限都被省略，元素类型的所有值都被认为在范围内。

这向我表明，应该将范围中省略的边界（即范围类型的构造函数中指定的等效 NULL 边界）视为无限。但是，Postgresql 区分了 NULL 边界和无限边界。文档继续：

您可以将这些缺失值 [范围内] 视为 +/-无穷大，但它们是特殊的范围类型值，被视为超出任何范围元素类型的 +/- 无穷大值。

这令人费解。 “超越无限”没有意义，因为无限值的全部意义在于没有可以大于+无限或小于-无限。这不会破坏“范围内的元素”类型的检查，但它确实为主键引入了一个有趣的案例，我认为大多数人都不会想到。或者至少，我没想到。

假设我们创建了一个基本表，它的唯一字段是日期范围，这也是 PK：

CREATE TABLE public.range_test
(
    id daterange NOT NULL,PRIMARY KEY (id)
);

然后我们可以毫无问题地使用以下数据填充它：

INSERT INTO range_test VALUES (daterange('-infinity','2021-05-21','[]'));
INSERT INTO range_test VALUES (daterange(NULL,'[]'));

选择所有数据显示我们有这两个元组：

[-infinity,2021-05-22)
(,2021-05-22)

所以这两个元组是不同的，否则就会发生主键冲突。但同样，当我们处理构成范围的实际元素时，NULL 边界和无限边界的工作方式完全相同。例如，没有 date 值 X 使得 X <@ [-infinity,2021-05-22) 的结果返回与 X <@ (,2021-05-22) 不同的结果。这是有道理的，因为 NULL 值不能具有 date 的类型，因此它们甚至无法与范围进行比较（并且 Postgresql 甚至将 daterange(NULL,'[]') 中的 NULL 下限的包含边界转换为一个排他边界，(,2021-05-22) 加倍确定）。但是为什么在每个实际方面都相同的两个范围被认为是不同的？

当我还在学校的时候，我记得无意中听到一些关于“未知”和“不存在”之间区别的讨论——两个比我更聪明的人在讨论为什么 NULL 值经常导致问题，并且用单独的“未知”和“不存在”值替换单数 NULL 可能会解决这些问题，但当时的讨论超出了我的头脑。想到这个奇怪的功能让我想起了那个讨论。那么“未知”和“不存在”之间的区别是 Postgresql 将 NULL 和 +-infinity 视为不同的原因吗？如果是这样，为什么范围是 Postgresql 中唯一允许这种区别的类型？如果不是，为什么 Postgresql 将功能等效的值视为不同的？

解决方法

相反，我问的是为什么 PostgreSQL 在（据我所知）功能完全相同的情况下区分 NULL 和无限边界。

但他们没有。 NULL 在用作范围的边界时是一种语法便利，而 -infinity / infinity 是域中的实际值范围。抽象值意味着小于/大于任何其他值，但值仍然如此（可以包括或排除）。

此外，NULL 适用于任何范围类型，而大多数数据类型没有像 -infinity / infinity 这样的特殊值。以 integer 和 int4range 为例。

为了更好地理解，请考虑 pgsql-general 中的线程a_horse provided：

https://www.postgresql.org/message-id/flat/OrigoEmail.bf5.ac6ff6ffeb116aec.13fc29939e0%40prod2#c9fabdc670211364636b733a79a04712

这是有道理的，因为 NULL 值不能具有日期类型，因此它们甚至无法与范围进行比较

每个数据类型都可以是 NULL，甚至是明确为 NOT NULL 的域。见：

Why does PostgreSQL allow NULLs in domains that prohibit NULL?

这当然包括 date（如 Adrian commented）：

test=> SELECT NULL::date,pg_typeof(NULL::date);
 date | pg_typeof 
------+-----------
      | date
(1 row)

但是试图将 NULL 讨论为 value（当用作范围的界限时）是一种误导性的方法。这不是一个值。

...（PostgreSQL 甚至将 daterange(NULL,'2021-05-21','[]') 中 NULL 下界的包含边界转换为排它边界，(,2021-05-22) 是双重确定的）。

同样，NULL 不被视为范围域中的值。它只是作为一种方便的语法说：“无界”。仅此而已。

infinity null null null postgresql range range