SQL Server 计算列的元数据

Question

假设我们有如下表格：

CREATE TABLE dbo.tab(id INT PRIMARY KEY
                     -- other columns
                     ,is_active BIT);

INSERT INTO dbo.tab(id, is_active)
VALUES (1, NULL), (2, 1), (3,0);

案例是添加计算列，将NULL更改为0，并尽可能返回原始值。

最终结果：

• 原始列必须保持不变（因此不可能UPDATE 和ALTER 表）
• 计算的列必须具有正确的类型和可空性
• 无法使用VIEW/TRIGGER/...

所以让我们添加该列：

CREATE TABLE dbo.tab(
   id INT PRIMARY KEY
  ,is_active BIT
  ,calc_flag1 AS CAST(IIF(is_active IS NULL,0 ,is_active) AS BIT)

  ,calc_flag2 AS CAST(IIF(is_active IS NULL,0 ,ISNULL(is_active,0)) AS BIT)
  ,calc_flag3 AS IIF(is_active IS NULL,0 , ISNULL(is_active,0))

  ,calc_flag4 AS CAST(ISNULL(IIF(is_active IS NULL,0 , is_active), 0) AS BIT)
  ,calc_flag5 AS ISNULL(IIF(is_active IS NULL,0 ,is_active),0)

  ,calc_flag6 AS ISNULL(CAST(IIF(is_active IS NULL,0 ,is_active) AS BIT),
                      CAST(0 AS BIT))
);

LiveDemo

数据：

SELECT * FROM dbo.tab;

╔══╦═════════╦══════════╦══════════╦══════════╦══════════╦══════════╦══════════╗
║id║is_active║calc_flag1║calc_flag2║calc_flag3║calc_flag4║calc_flag5║calc_flag6║
╠══╬═════════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╣
║ 1║ NULL    ║ False    ║ False    ║        0 ║ False    ║        0 ║ False    ║
║ 2║ True    ║ True     ║ True     ║        1 ║ True     ║        1 ║ True     ║
║ 3║ False   ║ False    ║ False    ║        0 ║ False    ║        0 ║ False    ║
╚══╩═════════╩══════════╩══════════╩══════════╩══════════╩══════════╩══════════╝

以及元数据检查：

EXEC sp_help 'dbo.tab';

╔═════════════╦══════╦══════════╦════════╦══════╦═══════╦══════════╗
║ Column_name ║ Type ║ Computed ║ Length ║ Prec ║ Scale ║ Nullable ║
╠═════════════╬══════╬══════════╬════════╬══════╬═══════╬══════════╣
║ id          ║ int  ║ no       ║      4 ║  10  ║     0 ║ no       ║
║ is_active   ║ bit  ║ no       ║      1 ║      ║       ║ yes      ║
║ calc_flag1  ║ bit  ║ yes      ║      1 ║      ║       ║ yes      ║
║ calc_flag2  ║ bit  ║ yes      ║      1 ║      ║       ║ yes      ║
║ calc_flag3  ║ int  ║ yes      ║      4 ║   10 ║     0 ║ no       ║
║ calc_flag4  ║ bit  ║ yes      ║      1 ║      ║       ║ yes      ║
║ calc_flag5  ║ int  ║ yes      ║      4 ║   10 ║     0 ║ no       ║
║ calc_flag6  ║ bit  ║ yes      ║      1 ║      ║       ║ no       ║
╚═════════════╩══════╩══════════╩════════╩══════╩═══════╩══════════╝

第一次尝试：

,calc_flag1 AS CAST(IIF(is_active IS NULL,0 ,is_active) AS BIT)

正确的数据类型，但它不能为空。我可以理解，因为它具有硬编码的值和可以为空的列，所以整个表达式被评估为可以为空。

第二次尝试：

,calc_flag2 AS CAST(IIF(is_active IS NULL,0 ,ISNULL(is_active,0)) AS BIT)

与以前相同，但带有明确的ISNULL(is_active, 0)。现在它应该可以工作了，因为有硬编码的值和ISNULL，但它没有。

,calc_flag3 AS IIF(is_active IS NULL,0 , ISNULL(is_active,0))

这很有趣，没有CAST 它得到nullable - no，但数据类型现在是INT。

第三次尝试：

,calc_flag4 AS CAST(ISNULL(IIF(is_active IS NULL,0 , is_active), 0) AS BIT)

当第二个值被硬编码时，投射ISNULL。 为什么可以是nullable？

,calc_flag5 AS ISNULL(IIF(is_active IS NULL,0 ,is_active),0)

当然不用强制转换它就可以正常工作。

最后的尝试：

,calc_flag6 AS ISNULL(CAST(IIF(is_active IS NULL,0 ,is_active) AS BIT),
                      CAST(0 AS BIT))

现在我得到了正确的数据类型和可空性，但它有点难看。

---

问题是为什么在使用calc_flag2 或calc_flag4 时它会以这种方式运行并且无法获得正确的元数据。

Answer 1

根据 MSDN，...

除非另有说明，否则计算列是虚拟列，未物理存储在表中。每次在查询中引用它们时，都会重新计算它们的值。

数据库引擎会根据使用的表达式自动确定计算列的可空性。即使只有不可为空的列存在，大多数表达式的结果也被认为是可空的，因为可能的下溢或溢出也会产生空结果。使用具有 AllowsNull 属性的 COLUMNPROPERTY 函数来调查表中任何计算列的可空性。 可以通过指定 ISNULL(check_expression, constant) 将可以为空的表达式转换为不可为空的表达式，其中常量是替换任何空结果的非空值。

所以我想说，由于您的 is_active 字段可以为空，引擎会计算出仍有可能达到空条件​​，直到您在最终的 ISNULL 中特别防范它们。

我将尝试创建一个溢出或下溢，在插入时导致位列为空，以验证引擎，但您的问题似乎确实有效，因为您在计算列中的表达式专门使用案例陈述。

Answer 2

首先要注意的是，当使用IIF（在后台扩展为CASE表达式）时，只有在all返回表达式不是可以为空，所以当你使用时：

IIF(is_active IS NULL,0,is_active)

虽然逻辑上当你在表达式中到达 is_active 时，由于条件集，它永远不会为空，这与编译器无关，它可以看到返回的表达式之一是 is_active是一个可为空的列，因此返回的类型是可为空的。

我认为问题可以简化为为什么 ISNULL(is_active,0) 会产生不可为空的位列，但只需添加像 CONVERT(BIT, ISNULL(is_active,0)) 这样的转换，就会导致同一列可以为空。

快速演示：

CREATE TABLE #tab(
   id INT PRIMARY KEY
  ,is_active BIT
  ,calc_flag1 AS ISNULL(is_active, 0)
  ,calc_falg2 AS CONVERT(BIT, ISNULL(is_active, 0))
);

EXECUTE tempdb.dbo.sp_help '#tab';

这给出了相关的结果

Column_name Type    Computed    Nullable
--------------------------------------------
id          int     no          no
is_active   bit     no          yes
calc_flag1  bit     yes         no
calc_falg2  bit     yes         yes

使用this answer 中的特定部分（归功于Paul White），原因是某些设置会话可能导致转换溢出返回null，因此确保不可为空的列的唯一方法是如果最外面的函数是ISNULL。

如上所示，只需使用ISNULL(is_active, 0) 即可实现所需的解决方案，因为这将返回一个不可为空的位列，但值得注意的是，如果需要转换，例如，如果您需要它是一个 int列，则转换必须在 ISNULL 内。由于ISNULL会返回第一个参数的类型，所以只需要一次转换，例如

CREATE TABLE #tab(
   id INT PRIMARY KEY
  ,is_active BIT
  ,calc_flag1 AS ISNULL(is_active, 0)
  ,calc_falg2 AS CONVERT(BIT, ISNULL(is_active, 0))
  ,calc_flag_int AS ISNULL(CONVERT(INT, is_active), 0)
);

EXECUTE tempdb.dbo.sp_help '#tab';

这给出了相关的结果

Column_name     Type    Computed    Nullable
--------------------------------------------
id              int     no          no
is_active       bit     no          yes
calc_flag1      bit     yes         no
calc_falg2      bit     yes         yes
calc_falg_int   int     yes         no