为什么这个窗口表达式不会导致除以零错误？

Question

我遇到了this 关于编程难题和代码高尔夫的答案。在其中，作者使用了表达式（尽管答案已被编辑以使用不同的解决方案）：

row_number()over(order by 1/0)

我原以为1/0 会导致除以零异常，但事实并非如此。

当我在PPCG上询问作者时，他们回答“因为没有计算1/0。where exists(select 1/0)会产生相同的效果”。这让我有点不知所措，因为where exists(select 1) 是有效的语法，但row_number()over(order by 1) 不是。那么为什么order by中的表达式没有计算出来呢？表达式的结果是整数，order by 中不允许使用整数。在这种情况下，SQL Server 如何处理order by？我假设效果与row_number()over(order by (SELECT NULL)) 相同，但如果我们给出一个表达式，我希望该表达式会被计算。

巧合的是，如果有人使用类似的东西：

SELECT  ROW_NUMBER() OVER ( ORDER BY A.x )
FROM    (
            SELECT  *
            ,       1 / 0 x
            FROM    master..spt_values
        ) A

同样，不报告除以零错误（当未选择 x 列时，自然）。那么为什么在整数不是时允许这样做呢？

Answer 1

让我们再尝试几个例子......

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ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY 2/1)

窗口函数和 NEXT VALUE FOR 函数不支持整数 索引作为 ORDER BY 子句表达式。

2/1 的问题在于，它在优化过程的早期会被常量折叠到2，因此被视为与ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY 2) 相同，这是不允许的。

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ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY LOG(1))

窗口函数和 NEXT VALUE FOR 函数不支持 常量作为 ORDER BY 子句表达式。

再次开始常量折叠 - 这次结果不是整数索引，但 SQL Server 无论如何都不允许常量。

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ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY LOG(-1))

这在最新版本的 SQL Server 上成功 - 在旧版本（如 SQL Server 2008）上，您将看到An invalid floating point operation occurred.。这个具体案例在CASEhere的上下文中提到。编译时常量折叠破坏了 CASE 的语义，这在最近的版本中得到了修复。

在这些错误情况下（LOG(-1) 和1/0）抑制常量折叠足以绕过给出上述错误消息的检查。但是 SQL Server 仍然承认该表达式实际上是一个常量，并且可以在以后进行优化（因此您不会得到一个排序操作来根据该表达式的结果对行进行排序）。

在简化阶段，ROW_NUMBER ORDER BY non_folded_const_expression 被简化为仅从树中删除的 ROW_NUMBER 和 non_folded_const_expression，因为不再引用。因此它在运行时不会引起任何问题，因为它甚至不存在于最终的执行计划中。

Answer 2

这是有根据的推测。

SQL Server 在查询的编译 阶段优化常量表达式。在某些情况下，表达式中的错误（例如被零除）会被忽略，因为最终结果中可能不需要表达式。无论出于何种原因，该错误都没有被标记为“常量”。

执行阶段产生的除零错误不会被忽略。

就我个人而言，我绝不会在任何实际代码（仅演示代码）中使用这样无意义的表达式。这会在大多数其他数据库中返回除以零。

我会将第一个查询写成：

row_number() over (order by (select null))

对于exists，我使用select 1。

Answer 3

SQL Server 将按表达式值的顺序转换为常量，而不是实际计算表达式。

所以在整数常量的情况下，它可能是正值或负值。因此它不会给出错误。

你也可以检查一下。

Select 'a' as [Test] order by 1/0

Answer 4

ORDER BY 中不允许使用整数 literals，但允许 表达式 返回整数 - 否则您将无法使用例如CASE 表达式。

所以这就是为什么你不被允许OVER (ORDER BY 1) 但显然被允许OVER (ORDER BY 1/0)。我不认为允许你写这个是故意的。如果您的表达式实际上依赖于行中的任何列，那么您当然不允许除以零 - 这会产生错误：

select name,object_id,ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY 1/(object_id-3))
from sys.objects

所以，我把它归结为“优化器足够聪明，可以意识到这个表达式不依赖于任何行值，因此它对于所有行都是相同的值，所以我们不需要计算它”。用理智的语言来说，这会产生一个警告。