3.3 常见运算符介绍
运算符连接表达式中各个操作数，其作用是指明对操作数所进行的运算。运用运算符可以更加灵活地使用表中的数据，常见的运算符类型有算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、位操作运算符。本章将介绍各种运算符的特点和使用方法。
3.3.1 运算符概述
运算符是告诉MySQL执行特定算术或逻辑操作的符号。MySQL的内部运算符很丰富，主要有四大类，分别是算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、位操作运算符。
1. 算术运算符
算术运算符用于各类数值运算，包括加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、求余（或称模运算，%）。
2. 比较运算符
比较运算符用于比较运算，包括大于（>）、小于（<）、等于（=）、大于等于（>=）、小于等于（<=）、不等于（!=），以及IN、BETWEEN AND、IS NULL、GREATEST、LEAST、LIKE、REGEXP等。
3. 逻辑运算符
逻辑运算符的求值所得结果均为1（TRUE）、0（FALSE），这类运算符有逻辑非（NOT或者!）、逻辑与（AND或者&&）、逻辑或（OR或者||）、逻辑异或（XOR）。
4. 位操作运算符
位操作运算符参与运算的操作数按二进制位进行运算，包括位与（&）、位或（|）、位非（~）、位异或（^）、左移（<<）、右移（>>）6种。
接下来将对MySQL中各种运算符的使用进行详细介绍。
3.3.2 算术运算符
算术运算符是SQL中基本的运算符，MySQL中的算术运算符如表3.10所示。
表3.10 MySQL中的算术运算符
下面分别讨论不同算术运算符的使用方法。
【例3.26】创建表tmp14，定义数据类型为INT的字段num，插入值64，对num值进行算术运算。
首先创建表tmp14，输入语句如下：
CREATE TABLE tmp14 ( num INT);
向字段num插入数据64：
INSERT INTO tmp14 value(64);
接下来，对num值进行加法和减法运算：
由计算结果可以看到，可以对num字段的值进行加法和减法的运算，而且由于‘+’和‘–’的优先级相同，因此先加后减和先减后加之后的结果是相同的。
【例3.27】对tmp14表中的num进行乘法、除法运算。
由计算结果可以看到，对num进行除法运算的时候，由于64无法被3整除，因此MySQL对num/3求商的结果保存到了小数点后面4位，结果为21.3333；64除以3的余数为1，因此取余运算num%3的结果为1。
在数学运算中，除数为0的除法是没有意义的，因此除法运算中的除数不能为0，如果被0除，返回结果就为NULL。
【例3.28】用0除num。
由计算结果可以看到，对num进行除法求商或者求余运算的结果均为NULL。
3.3.3 比较运算符
一个比较运算符的结果总是1、0或者NULL，比较运算符经常在SELECT的查询条件子句中使用，用来查询满足指定条件的记录。MySQL中的比较运算符如表3.11所示。
表3.11 MySQL中的比较运算符
下面分别讨论不同比较运算符的使用方法。
1. 等于运算符（=）
等于运算符（=）用来判断数字、字符串和表达式是否相等。如果相等，返回值就为1，否则返回值为0。
【例3.29】使用‘=’进行相等判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，在进行判断时，2=2和‘2’=2的返回值相同，都为1。在进行判断时，MySQL自动进行了转换，把字符‘2’转换成了数字2；‘b’=‘b’为相同的字符比较，因此返回值为1；表达式1+3和表达式2+2的结果都为4，因此结果相等，返回值为1；由于‘=’不能用于空值（NULL）的判断，因此返回值为NULL。
数值比较时有如下规则：
（1）若有一个或两个参数为NULL，则比较运算的结果为NULL。
（2）若同一个比较运算中的两个参数都是字符串，则按照字符串进行比较。
（3）若两个参数均为整数，则按照整数进行比较。
（4）若一个字符串和数字进行相等判断，则MySQL可以自动将字符串转换为数字。
2. 安全等于运算符（<=>）
这个操作符和=操作符执行相同的比较操作，不过<=>可以用来判断NULL值。在两个操作数均为NULL时，其返回值为1而不为NULL；而当一个操作数为NULL时，其返回值为0而不为NULL。
【例3.30】使用‘<=>’进行相等的判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，‘<=>’在执行比较操作时和‘=’的作用是相似的，唯一的区别是‘<=>’可以用来对NULL进行判断，两者都为NULL时返回值为1。
3. 不等于运算符（<>或者!=）
‘<>’或者‘!=’用于判断数字、字符串、表达式不相等的判断。如果不相等，返回值就为1；否则返回值为0。这两个运算符不能用于判断空值（NULL）。
【例3.31】使用‘<>’和‘!=’进行不相等的判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，两个不等于运算符的作用相同，都可以进行数字、字符串、表达式的比较判断。
4. 小于或等于运算符（<=）
‘<=’用来判断左边的操作数是否小于或者等于右边的操作数。如果小于或者等于，返回值就为1；否则返回值为0。‘<=’不能用于判断空值（NULL）。
【例3.32】使用‘<=’进行比较判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，左边的操作数小于或者等于右边的操作数时，返回值为1，例如4<=4；当左边的操作数大于右边的操作数时，返回值为0，例如‘good’第3个位置的‘o’字符在字母表中的顺序大于‘god’中第3个位置的‘d’字符，因此返回值为0；同样比较NULL值时返回NULL。
5. 小于运算符（<）
‘<’运算符用来判断左边的操作数是否小于右边的操作数，如果小于，返回值就为1；否则返回值为0。‘<’不能用于判断空值（NULL）。
【例3.33】使用‘<’进行比较判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，当左边的操作数小于右边的操作数时，返回值为1，例如1<2；当左边的操作数大于右边的操作数时，返回值为0，例如‘good’第3个位置的‘o’字符在字母表中的顺序大于‘god’中第3个位置的‘d’字符，因此返回值为0；同样比较NULL值时返回NULL。
6. 大于或等于运算符（>=）
‘>=’运算符用来判断左边的操作数是否大于或者等于右边的操作数，如果大于或者等于，返回值就为1；否则返回值为0。‘>=’不能用于判断空值（NULL）。
【例3.34】使用‘>=’进行比较判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，左边的操作数大于或者等于右边的操作数时，返回值为1，例如4>=4；当左边的操作数小于右边的操作数时，返回值为0，例如1>=2；同样比较NULL值时返回NULL。
7. 大于运算符（>）
‘>’运算符用来判断左边的操作数是否大于右边的操作数，如果大于，返回值就为1；否则返回值为0。‘>’不能用于判断空值（NULL）。
【例3.35】使用‘>’进行比较判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，左边的操作数大于右边的操作数时，返回值为1，例如5.5>5；当左边的操作数小于右边的操作数时，返回0，例如1>2；同样比较NULL值时返回NULL。
8. IS NULL（ISNULL）、IS NOT NULL运算符
IS NULL和ISNULL检验一个值是否为NULL，如果为NULL，返回值就为1，否则返回值为0；IS NOT NULL检验一个值是否为非NULL，如果是非NULL，返回值就为1，否则返回值为0。
【例3.36】使用IS NULL、ISNULL和IS NOT NULL判断NULL值和非NULL值，SQL语句如下：
由结果可以看到，IS NULL和ISNULL的作用相同，只是格式不同。ISNULL和IS NOT NULL的返回值正好相反。
9. BETWEEN AND运算符
语法格式：expr BETWEEN min AND max。若expr大于或等于min且小于或等于max，则BETWEEN的返回值为1；否则返回值为0。
【例3.37】使用BETWEEN AND进行值区间判断，输入SQL语句如下：
由结果可以看到，4在端点值区间内或者等于其中一个端点值时，BETWEEN AND表达式返回值为1；12并不在指定区间内，因此返回值为0。对于字符串类型的比较，按字母表中的字母顺序进行比较，‘x’不在指定的字母区间内，因此返回值为0；而‘b’位于指定字母区间内，因此返回值为1。
10. LEAST运算符
语法格式：LEAST(值1,值2,...,值n)，其中值n表示参数列表中有n个值。在有两个或多个参数的情况下，返回最小值。若任意一个自变量为NULL，则LEAST()的返回值为NULL。
【例3.38】使用LEAST运算符进行大小判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，当参数中是整数或者浮点数时，LEAST将返回其中最小的值；当参数为字符串时，返回字母表中顺序最靠前的字符；当比较值列表中有NULL时，不能判断大小，返回值为NULL。
11. GREATEST (value1,value2,...)
语法格式：GREATEST(值1, 值2,...,值n)，其中n表示参数列表中有n个值。当有两个或多个参数时，返回值为最大值。假如任意一个自变量为NULL，则GREATEST()的返回值为NULL。
【例3.39】使用GREATEST运算符进行大小判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，当参数中是整数或者浮点数时，GREATEST将返回其中最大的值；当参数为字符串时，返回字母表中顺序最靠后的字符；当比较值列表中有NULL时，不能判断大小，返回值为NULL。
12. IN、NOT IN运算符
IN运算符用来判断操作数是否为IN列表中的其中一个值，如果是，返回值就为1；否则返回值为0。
NOT IN运算符用来判断表达式是否为IN列表中的其中一个值，如果不是，返回值就为1；否则返回值为0。
【例3.40】使用IN、NOT IN运算符进行判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，IN和NOT IN的返回值正好相反。
在左侧表达式为NULL的情况下，或者表中找不到匹配项并且表中一个表达式为NULL的情况下，IN的返回值均为NULL。
【例3.41】存在NULL值时的IN查询，SQL语句如下：
IN()语法也可用于在SELECT语句中进行嵌套子查询，在后面的章节中将会讲到。
13. LIKE运算符
LIKE运算符用来匹配字符串，语法格式为：expr LIKE匹配条件，若expr满足匹配条件，则返回值为1（TRUE）；若不匹配，则返回值为0（FALSE）；若expr或匹配条件中任何一个为NULL，则结果为NULL。
LIKE运算符在进行匹配时，可以使用下面两种通配符：
（1）‘%’，匹配任何数目的字符，甚至包括零字符。
（2）‘_’，只能匹配一个字符。
【例3.42】使用运算符LIKE进行字符串匹配运算，SQL语句如下：
由结果可以看到，指定匹配字符串为“stud”。“stud”表示直接匹配“stud”字符串，满足匹配条件，返回1；“stu_”表示匹配以stu开头的长度为4个字符的字符串，“stud”正好是4个字符，满足匹配条件，因此匹配成功，返回1；“%d”表示匹配以字母“d”结尾的字符串，“stud”满足匹配条件，匹配成功，返回1；“t _ _ _”表示匹配以‘t’开头的长度为4个字符的字符串，“stud”不满足匹配条件，因此返回0；当字符‘s’与NULL匹配时，结果为NULL。
14. REGEXP运算符
REGEXP运算符用来匹配字符串，语法格式为：expr REGEXP匹配条件，若expr满足匹配条件，则返回1；若不满足，则返回0；若expr或匹配条件任意一个为NULL，则结果为NULL。
REGEXP运算符在进行匹配时，常用的有下面几种通配符：
（1）‘^’匹配以该字符后面的字符开头的字符串。
（2）‘$’匹配以该字符后面的字符结尾的字符串。
（3）‘.’匹配任何一个单字符。
（4）“[...]”匹配在方括号内的任何字符。例如，“[abc]”匹配“a”“b”或“c”。为了命名字符的范围，使用一个‘-’。“[a-z]”匹配任何字母，而“[0-9]”匹配任何数字。
（5）‘*’匹配零个或多个在它前面的字符。例如，“x*”匹配任何数量的‘x’字符，“[0-9]*”匹配任何数量的数字，而“*”匹配任何数量的任何字符。
【例3.43】使用运算符REGEXP进行字符串匹配运算，SQL语句如下：
由结果可以看到，指定匹配字符串为“ssky”。“^s”表示匹配任何以字母‘s’开头的字符串，因此满足匹配条件，返回1；“y$”表示任何以字母“y”结尾的字符串，因此满足匹配条件，返回1；“.sky”匹配任何以“sky”结尾、字符长度为4的字符串，满足匹配条件，返回1；“[ab]”匹配任何包含字母‘a’或者‘b’的字符串，指定字符串中没有字母‘a’，也没有字母‘b’，因此不满足匹配条件，返回0。
提示
正则表达式是一个可以进行复杂查询的强大工具，相对于LIKE字符串匹配，它可以使用更多的通配符类型，查询结果更加灵活。读者可以参考相关的图书或资料，详细学习正则表达式的写法，在这里就不再详细介绍了。后面章节中，会介绍如何使用正则表达式查询表中的记录。
3.3.4 逻辑运算符
在SQL中，所有逻辑运算符的求值所得结果均为TRUE、FALSE或NULL。在MySQL中，它们体现为1（TRUE）、0（FALSE）和NULL。其大多数都与不同的数据库SQL通用，MySQL中的逻辑运算符如表3.12所示。
表3.12 MySQL中的逻辑运算符
接下来，分别讨论不同的逻辑运算符的使用方法。
1. NOT或者!
逻辑非运算符NOT或者！表示当操作数为0时，所得值为1；当操作数为非零值时，所得值为0；当操作数为NULL时，所得的返回值为NULL。
【例3.44】分别使用非运算符“NOT”和“！”进行逻辑判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，前4列“NOT”和“!”的返回值都相同。但是注意最后1列，为什么会出现不同的值呢？这是因为“NOT”与“!”的优先级不同。“NOT”的优先级低于“+”，因此“NOT 1+1”相当于“NOT(1+1)”，先计算“1+1”，再进行NOT运算，因为操作数不为0，因此NOT 1 + 1的结果是0；相反，由于“!”的优先级别高于“+”运算，因此“! 1+1”相当于“(!1)+1”，先计算“!1”，结果为0，再加1，最后结果为1。
提示
读者在使用运算符运算时，一定要注意不同运算符的优先级不同，如果不能确定计算顺序，那么最好使用括号，以保证运算结果正确。
2. AND或者&&
逻辑与运算符AND或者&&表示当所有操作数均为非零值并且不为NULL时，计算所得结果为1；当一个或多个操作数为0时，所得结果为0；其余情况返回值为NULL。
【例3.45】分别使用与运算符“AND”和“&&”进行逻辑判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，“AND”和“&&”的作用相同。“1 AND -1”中没有0或者NULL，因此结果为1；“1 AND 0”中有操作数0，因此结果为0；“1 AND NULL”中虽然有NULL，但是没有操作数0，返回结果为NULL。
提示
“AND”运算符可以有多个操作数，但要注意，多个操作数进行运算时，AND两边一定要使用空格隔开，不然会影响结果的正确性。
3. OR或者||
逻辑或运算符OR或者||表示当两个操作数均为非NULL值，且任意一个操作数为非零值时，结果为1，否则结果为0；当有一个操作数为NULL，且另一个操作数为非零值时，结果为1，否则结果为NULL；当两个操作数均为NULL时，所得结果为NULL。
【例3.46】分别使用或运算符“OR”和“||”进行逻辑判断，SQL语句如下：
由结果可以看到，“OR”和“||”的作用相同。“1 OR -1 OR 0”中有0，但同时包含有非零的值1和-1，返回结果为1；“1 OR 2”中没有操作数0，返回结果为1；“1 OR NULL”中虽然有NULL，但是有操作数1，返回结果为1；“0 OR NULL”中没有非零值，并且有NULL，返回结果为NULL；“NULL OR NULL”中只有NULL，返回结果为NULL。
4. XOR
逻辑异或运算符XOR。当任意一个操作数为NULL时，返回值为NULL；对于非NULL的操作数，若两个操作数都是非零值或者都是零值，则返回结果为0；若一个为零值，另一个为非零值，则返回结果为1。
【例3.47】使用异或运算符“XOR”进行逻辑判断，SQL语句如下：
SELECT 1 XOR 1, 0 XOR 0, 1 XOR 0, 1 XOR NULL, 1 XOR 1 XOR 1;
执行上面的语句，结果如下：
由结果可以看到，“1 XOR 1”和“0 XOR 0”中运算符两边的操作数都为非零值，或者都是零值，因此返回0；“1 XOR 0”中两边的操作数，一个为零值，另一个为非零值，返回结果为1；“1 XOR NULL”中有一个操作数为NULL，返回结果为NULL；“1 XOR 1 XOR 1”中有多个操作数，运算符相同，因此运算顺序从左到右依次计算，“1 XOR 1”的结果为0，再与1进行异或运算，因此结果为1。
提示
a XOR b的计算等同于(a AND (NOT b))或者((NOT a)AND b)。
3.3.5 位运算符
位运算符是在二进制数上进行计算的运算符。位运算符会先将操作数变成二进制数，然后进行位运算，最后将计算结果从二进制变回十进制数。MySQL中提供的位运算符有按位或（|）、按位与（&）、按位异或（^）、按位左移（<<）、按位右移（>>）、按位取反（~），如表3.13所示。
表3.13 MySQL中的位运算符
接下来，分别讨论不同的位运算符的使用方法。
1. 位或运算符（|）
位或运算的实质是将参与运算的几个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑或运算。若对应的二进制位有一个或两个为1，则该位的运算结果为1，否则为0。
【例3.48】使用位或运算符进行运算，SQL语句如下：
10的二进制数值为1010，15的二进制数值为1111，按位或运算之后，结果为1111，即整数15；9的二进制数值为1001，4的二进制数值为0100，2的二进制数值为0010，按位或运算之后，结果为1111，即整数15。其结果为一个64位无符号整数。
2. 位与运算符（&）
位与运算的实质是将参与运算的几个操作数，按对应的二进制数逐位进行逻辑与运算。若对应的二进制位都为1，则该位的运算结果为1，否则为0。
【例3.49】使用位与运算符进行运算，SQL语句如下：
10的二进制数值为1010，15的二进制数值为1111，按位与运算之后，结果为1010，即整数10；9的二进制数值为1001，4的二进制数值为0100，2的二进制数值为0010，按位与运算之后，结果为0000，即整数0。其结果为一个64位无符号整数。
3. 位异或运算符（^）
位异或运算的实质是将参与运算的两个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑异或运算。对应位的二进制数不同时，对应位的结果才为1；若两个对应位数都为0或者都为1，则对应位的结果为0。
【例3.50】使用位异或运算符进行运算，SQL语句如下：
10的二进制数值为1010，15的二进制数值为1111，按位异或运算之后，结果为0101，即整数5；1的二进制数值为0001，0的二进制数值为0000，按位异或运算之后，结果为0001；1和1本身二进制位完全相同，因此结果为0。
4. 位左移运算符（<<）
位左移运算符（<<）使指定的二进制值的所有位都左移指定的位数。左移指定位数之后，左边高位的数值将被移出并丢弃，右边低位空出的位置用0补齐。语法格式为：expr<<n。这里n指定值expr要移位的位数。
【例3.51】使用位左移运算符进行运算，SQL语句如下：
1的二进制值为0000 0001，左移两位之后变成0000 0100，即十进制整数4；十进制4左移两位之后变成0001 0000，即变成十进制的16。
5. 位右移运算符（>>）
位右移运算符（>>）使指定的二进制值的所有位都右移指定的位数。右移指定位数之后，右边低位的数值将被移出并丢弃，左边高位空出的位置用0补齐。语法格式为：expr>>n。这里n指定值expr要移位的位数。
【例3.52】使用位右移运算符进行运算，SQL语句如下：
1的二进制值为0000 0001，右移1位之后变成0000 0000，即十进制整数0；16的二进制值为0001 0000，右移两位之后变成0000 0100，即变成十进制的4。
6. 位取反运算符（~）
位取反运算的实质是将参与运算的数据按对应的二进制数逐位反转，即1取反后变为0，0取反后变为1。
【例3.53】使用位取反运算符进行运算，SQL语句如下：
逻辑运算5&~1中，由于位取反运算符‘~’的级别高于位与运算符‘&’，因此先对1取反操作，取反之后，除了最低位为0外，其他位都为1，再与十进制数值5进行与运算，结果为0100，即整数4。
提示
MySQL经过位运算之后的数值是一个64位的无符号整数，1的二进制数值表示为最右边位为1，其他位均为0，取反操作之后，除了最低位外，其他位均变为1。
可以使用BIN()函数查看1取反之后的结果，SQL语句如下：
这样，读者就可以明白【例3.53】是如何计算的了。
3.3.6 运算符的优先级
运算符的优先级决定了不同的运算符在表达式中计算的先后顺序。表3.14列出了MySQL中的各类运算符及其优先级。
表3.14 运算符按优先级由低到高排列
可以看到，不同运算符的优先级是不同的。一般情况下，级别高的运算符先进行计算，如果级别相同，MySQL就按表达式的顺序从左到右依次计算。当然，在无法确定优先级的情况下，可以使用圆括号“（）”来改变优先级，并且这样会使计算过程更加清晰。