第16期:SQL像英語是個善意的錯誤
我們知道,SQL長得很像英語,簡單的SQL語句直接可以作為英語讀。除了SQL外,其它主要程序設計語言都沒有這樣,語法中就算有英語單詞也僅僅是作為某些概念或操作的助記符而已,寫出來的是形式化的程序語句(statement)而不是英語句子(sentence)。而SQL不同,它會把整個句子寫成符合英語習慣的形式,還會補充很多不必要的介詞,比如FROM作為語句的運算主體卻被寫到后面,GROUP后面要寫一個多余的BY。
為什么會這樣?很容易想到的理由是希望非程序設計人員也能使用。用戶只要會讀寫英語,就可以寫出SQL來查詢數據。這顯然是個善意的初衷,但結果卻不盡如人意。絕大多數業務人員只會用SQL寫非常簡單的查詢,而對于這類查詢,應用程序常常都有更為便捷直觀的可視化界面來協助,并不需要直接手寫語句,這個設計初衷就失去意義。反過來, 經常使用SQL做運算的仍然是程序員,SQL還是一種編程語言,像不像英語對于程序員理解并沒有多大差別,反而會帶來不小的困難。
事實上,SQL是一種語法非常嚴格的語言,語句中任何一點不合規的地方就會被解釋器拒絕,使用者必須認真學習并遵守其語法規則,這和其它程序設計語言并沒什么兩樣。而自然語言真正的優勢在于具有模糊性,可以一定程度接受不嚴格的語法,但SQL并沒有支持這一點,在發明SQL那個年代也實現不了這個特性。
一
像英語的好處沒有體現,壞處卻很嚴重,將語法設計得像自然語言,看起來容易掌握,其實恰恰相反。
貼近自然語言帶來的主要壞處是非過程性。程序邏輯一般是分步執行的,用變量記錄中間結果,供后面的步驟使用。但自然語言不是這樣,兩句話之間的引用關系靠少量幾個代詞維系,不夠用且不精確,所以更習慣的做法是把盡量多的任務寫在一句話中,復雜情況下就會大量使用從句。在SQL中的表現就是一句話中配有多個動作,SELECT、WHERE、GROUP都拼進去,像WHERE和HAVING其實是一個意思,卻要采用兩個詞以示區別,而查詢需求復雜時就會出現多層嵌套的子查詢。這種現象在其它程序設計語中是不常見的。
分步是降低理解和執行難度的有效法門,本來挺簡單分幾步能做到的事情,如果不分步就會很繞。比如要找出銷售額超過平均值兩倍的客戶,自然思維方式就是先算出銷售額的平均值,再找出銷售額超這個值兩倍的客戶,兩個語句完成。而SQL的寫法就需要用子查詢寫成更長的一句。這個例子還算好懂,只有兩層,一般自然語言的從句用來描述兩層關系的理解難度還可以接受,但實際復雜的查詢涉及到三五層的比比皆是,嚴重增加理解難度。
不提倡分步,就會導致單句SQL很長。程序員面臨的復雜SQL語句,很少以行計,經常是以K計。而同樣的100行代碼,分成100個語句還是只有1個語句,其復雜度完全不是一個層面的。這種代碼理解起來非常困難,好不容易寫出來,過兩個月后自己都讀不懂,而且太長不分步的單句非常難以調試,開發周期也更長。
二
關于過程性,SQL的擁躉者一直有一個說法:寫SQL時用戶只要關心要什么,而不必關心怎么做,計算機會自動找解決方案,這樣語法本身不需要支持過程性。
這其實是個胡扯!
任何程序語言在某種層次上都具有這個能力,寫匯編語言需要關心寄存器和內存的動作,但不必關心更下層的與非門的動作。SQL中不必關心數據在物理存儲層面(文件系統、內存和硬盤)的動作,但仍然要關心邏輯層面(表和字段)的運算。SQL語句事實上也在描述運算邏輯,特別是多層嵌套關聯的復雜SQL,在描述問題目標的同時,實際上也指明了執行過程,或者倒過來說,在SQL中也只能用指明執行過程的方法來描述問題目標,只不過相對比較高層次一些而已。
三
不過,SQL只是不提倡分步計算,而并非完全不支持過程性。使用存儲過程就相當于分步執行SQL,使用外部程序調用SQL也可以實現過程性,如果不考慮臨時表(用于存儲中間結果)和數據庫IO(外部語言調用SQL時要獲得運算結果)的低性能,這些方法在功能上并沒什么缺失。但要考慮到數據量導致的性能問題時,還是經常需要編寫長SQL才能解決問題。在數據量較小、性能問題不突出時,可以用這些方法來補充SQL的過程性。