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

Question

作为序言，我不是问NULL 边界和无限边界之间有什么区别 - 这在另一个问题中有所介绍。相反，我问为什么PostgreSQL 会区分 NULL 和无限边界（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 NULL 值的含义有点困惑。文档说：

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 中，例如(,3]。同样，如果省略范围的上限，则所有大于下限的值都包含在范围中。如果下限和上限都被省略，则元素类型的所有值都被认为在该范围内。

这对我来说表明范围中省略的边界（与范围类型的构造函数中指定的等效 NULL 边界）应被视为无限。然而，PostgreSQL 区分了 NULL 边界和无限边界。文档继续：

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

这令人费解。“超越无穷大”没有意义，因为无限值的全部要点是没有什么可以大于+无穷大或小于-无穷大。这并没有破坏“范围内的元素”类型的检查，但它确实引入了一个有趣的主键案例，我认为大多数人都不会想到。或者至少，我没想到。

假设我们创建一个基本表，其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,'2021-05-21','[]'));

选择所有数据表明我们有这两个元组：

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

因此这两个元组是不同的，否则就会出现主键违规。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原理完全相同。例如，不存在date值 X 使得 的结果X <@ [-infinity,2021-05-22)返回与 不同的结果X <@ (,2021-05-22)。这是有道理的，因为 NULL 值不能具有 类型，因此它们甚至不能与范围进行比较（为了双重确定， datePostgreSQL 甚至将 NULL 下限上的包含边界转换daterange(NULL,'2021-05-21','[]')为独占边界）。(,2021-05-22)但为什么在所有实际方面都相同的两个范围被认为是不同的呢？

当我还在上学的时候，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 - 两个比我聪明的人在谈论为什么 NULL 值经常引起问题的背景下，并且用单独的“未知”和“不存在”值替换单个 NULL 可能会解决这些问题，但当时的讨论超出了我的范围。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 +-无穷大视为不同的原因吗？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值？

Answer 1

相反，我问为什么 PostgreSQL 会区分 NULL 和无限边界（据我所知）它们的功能完全相同。

但他们没有。用作范围界限时语法方便，而NULL/是-infinity范围域中的infinity实际值。抽象值意味着小于/大于任何其他值，但仍然是值（可以包含或排除）。

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

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

• 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，因此它们甚至不能与范围进行比较

每种数据类型都可以NULL，甚至是明确的域NOT NULL。看：

• 为什么 PostgreSQL 在禁止 NULL 的域中允许 NULL？

date当然，这包括（就像阿德里安评论的那样）：

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

但试图将NULL其作为值进行讨论（当用作范围的界限时）从一开始就是一种误导性的方法。这不是一个值。

...（为了双重确定，PostgreSQL 甚至将 NULL 下限的包含边界转换daterange(NULL,'2021-05-21','[]')为独占边界）。(,2021-05-22)

同样，NULL不被视为范围域中的值。它只是作为方便的语法来表达：“无界”。仅此而已。