Cypher 中的空值（NULL）详解

一、什么是 Cypher 中的 NULL？

NULL 是 Cypher 中的特殊值，用于表示：

• 属性不存在
• 未知或未定义的值
• 查询未匹配到结果时

在 Cypher 中，NULL 是一种占位符，不能直接参与数学运算或字符串操作，也不能与其他 NULL 进行比较。

二、Cypher 中 NULL 的基本特性

2.1 属性不存在时返回 NULL

MATCH (n:Person)
RETURN n.name, n.age

• 如果 age 属性不存在，Cypher 会返回 NULL。

2.2 关系或路径未匹配时返回 NULL

MATCH (n:Person)-[r:KNOWS]->(m:Person)
RETURN n.name, m.name

• 如果 Person 节点没有 KNOWS 关系，m.name 返回 NULL。

2.3 使用 OPTIONAL MATCH 返回 NULL

MATCH (n:Person)
OPTIONAL MATCH (n)-[:KNOWS]->(m:Person)
RETURN n.name, m.name

• OPTIONAL MATCH 允许匹配失败，未匹配的部分将返回 NULL。

2.4 未设置的属性返回 NULL

MATCH (n:Person {name: 'Alice'})
RETURN n.address

• 如果 Alice 的 address 属性未设置，则返回 NULL。

三、Cypher 中 NULL 的常见运算

3.1 NULL 参与数学运算

RETURN 5 + NULL AS result

• 结果： NULL
• 原因： 任何 NULL 参与的数学运算都会返回 NULL。

3.2 NULL 进行字符串拼接

RETURN 'Hello' + NULL AS result

• 结果： NULL
• 原因： 字符串拼接中如果有 NULL，结果仍为 NULL。

3.3 NULL 进行布尔比较

RETURN NULL = NULL AS result

• 结果： NULL
• 原因： NULL 与 NULL 进行比较时，返回 NULL 而非 true。

3.4 NULL 在 WHERE 子句中的表现

MATCH (n:Person)
WHERE n.age > 30
RETURN n.name

• 如果 age 为 NULL，n.age > 30 的结果为 NULL，不会匹配到该节点。

3.5 IS NULL 和 IS NOT NULL

MATCH (n:Person)
WHERE n.age IS NULL
RETURN n.name

• IS NULL 检测属性是否为 NULL。

MATCH (n:Person)
WHERE n.age IS NOT NULL
RETURN n.name

• IS NOT NULL 检测属性是否存在且不为 NULL。

四、空值与 AND、OR 和 XOR 的逻辑值表

Cypher 使用三值逻辑（TRUE、FALSE、NULL），当 NULL 参与 AND、OR 和 XOR 运算时，结果遵循以下逻辑：

4.1 AND 运算逻辑

• AND 只有当两个值都为 TRUE 时，结果才为 TRUE；
• 如果任一值为 FALSE，结果为 FALSE；
• 只要有 NULL 参与，结果通常为 NULL。

4.2 OR 运算逻辑

• OR 只要有一个值为 TRUE，结果就为 TRUE；
• 如果两个值都为 FALSE，结果为 FALSE；
• 如果其中一个值为 NULL，结果取决于另一个值。

4.3 XOR 运算逻辑

• XOR（异或）当两个值不同（一个 TRUE 一个 FALSE）时返回 TRUE；
• 如果两个值相同（均为 TRUE 或均为 FALSE），返回 FALSE；
• 如果有 NULL 参与，通常返回 NULL。

4.4 IN 运算逻辑

• IN 运算符用于检查值是否存在于列表中；
• 如果值为 NULL 或列表中包含 NULL，结果通常为 NULL；
• 如果值匹配，则返回 TRUE，否则返回 FALSE。

五、处理 NULL 的常用函数

5.1 coalesce()

• coalesce() 返回参数列表中第一个非 NULL 的值。

RETURN coalesce(NULL, 10, 20) AS result

• 结果： 10

5.2 exists()

• exists() 检测属性是否存在。

MATCH (n:Person)
RETURN exists(n.age) AS hasAge

• 结果： true 或 false

5.3 CASE 语句处理 NULL

MATCH (n:Person)
RETURN n.name,
       CASE 
         WHEN n.age IS NULL THEN 'Unknown'
         ELSE n.age
       END AS age

• 结果： 如果 age 为空，返回 Unknown；否则返回 age 值。

5.4 apoc.util.validate() 处理 NULL

MATCH (n:Person)
CALL apoc.util.validate(n.age IS NULL, 'Age is missing!', null)
RETURN n.name, n.age

• apoc.util.validate() 检测 NULL 并抛出错误或返回特定值。

六、总结

• Cypher 中的 NULL 表示属性不存在、关系未匹配或值未定义，不能直接与其他值进行比较。
• 使用 coalesce() 可以替代 NULL，IS NULL 和 IS NOT NULL 用于检测 NULL。
• 在数学、字符串拼接、条件判断等操作中，如果不妥善处理 NULL，可能导致结果为 NULL。
• AND、OR 和 XOR 逻辑运算符在有 NULL 参与时，遵循三值逻辑，并根据具体情况返回 TRUE、FALSE 或 NULL。
• IN 运算符在处理 NULL 时也遵循类似逻辑，需要特别注意在列表中存在 NULL 的情况。

掌握 NULL 的使用和处理技巧，可以帮助你在 Cypher 查询中更好地控制数据的完整性和一致性。