简单来说，CASE 表达式的作用就是为 SQL 语句增加类似于 IF-THEN-ELSE 的逻辑处理功能，可以根据不同的条件返回不同的结果。PostgreSQL 支持两种形式的条件表达式：简单 CASE 表达式和搜索 CASE 表达式。另外，为了方便空值处理，还提供了两个缩写形式的 CASE 表达式（函数）：NULLIF 和 COALEASE。

简单 CASE 表达式

简单 CASE 表达式的语法如下：

CASE expression
WHEN value1 THEN result1
WHEN value2 THEN result2 
[...]
[ELSE default_result]
END;

表达式的计算过程如下图所示。

首先计算表达式（expression）的值，然后依次与 WHEN 列表中的值（value1，value2，…）进行比较，找到第一个匹配的值，然后返回对应 THEN 列表中的结果（result1，result2，…）；如果没有找到匹配的值，返回 ELSE 中的默认值；如果没有指定 ELSE，返回 NULL。

下面的查询使用简单 CASE 表达式统计每个部门的人数，并且转换为列的方式显示：

SELECT SUM(CASE department_id WHEN 10 THEN 1 ELSE 0 END) AS dept_10_count,
SUM(CASE department_id WHEN 20 THEN 1 ELSE 0 END) AS dept_20_count,
SUM(CASE department_id WHEN 30 THEN 1 ELSE 0 END) AS dept_30_count
FROM employees;

dept_10_count|dept_20_count|dept_30_count|
-------------|-------------|-------------|
1|            2|            6|

需要注意的是每个分支的结果必须具有相同的数据类型，否则会产生类型错误。例如，以下示例对于不同条件返回的数据类型不一致：

SELECT first_name,
       last_name,
CASE department_id
WHEN 10 THEN 'Administration'
WHEN 20 THEN 20
WHEN 30 THEN 'Purchasing'
ELSE 'Others' END AS department_name
FROM employees;

SQL 错误 [22P02]: ERROR: invalid input syntax for integer: "Others"
  Position: 183

简单 CASE 表达式在进行计算的时候，使用的是等值比较（=），能够支持简单的逻辑处理。如果想要基于更加复杂的条件进行判断，例如根据某个列的取值范围返回不同的信息，或者判断表达式的值是否为空，都需要使用更加强大的搜索 CASE 表达式。

搜索 CASE 表达式

搜索 CASE 表达式的语法如下：

CASE
WHEN condition1 THEN result1
WHEN condition2 THEN result2
...
[ELSE default_result]
END

表达式的计算过程如下图所示。

按照顺序依次计算 WHEN 子句中的条件（condition1, condition2, …），找到第一个结果为真的分支，返回相应的结果；如果没有任何条件为真，返回 ELSE 中的默认值；如果此时没有指定 ELSE ，返回空值。

搜索 CASE 表达式可以在 WHEN 子句中构造复杂的条件，完成各种逻辑处理。首先，所有的简单 CASE 表达式都可以替换成等价的搜索 CASE 表达式。我们将前面的示例改写如下：

SELECT SUM(CASE WHEN department_id = 10 THEN 1 ELSE 0 END) AS dept_10_count,
SUM(CASE WHEN department_id = 20 THEN 1 ELSE 0 END) AS dept_20_count,
SUM(CASE WHEN department_id = 30 THEN 1 ELSE 0 END) AS dept_30_count
FROM employees;

以下示例根据薪水的范围将员工的收入分为高中低三个档次：

SELECT e.first_name,
       e.last_name,
       e.salary,
CASE
WHEN e.salary < 5000  THEN '低'
WHEN e.salary < 15000 THEN '中'
ELSE '高'
END AS salary_level
FROM employees e;

first_name |last_name  |salary  |salary_level|
-----------|-----------|--------|------------|
Steven     |King       |24000.00|高           |
Neena      |Kochhar    |17000.00|高           |
Lex        |De Haan    |17000.00|高           |
Nancy      |Greenberg  |12008.00|中           |
Daniel     |Faviet     | 9000.00|中           |
John       |Chen       | 8200.00|中           |
Ismael     |Sciarra    | 7700.00|中           |
Jose Manuel|Urman      | 7800.00|中           |
Luis       |Popp       | 6900.00|中           |
Den        |Raphaely   |11000.00|中           |
Alexander  |Khoo       | 3100.00|低           |
Shelli     |Baida      | 2900.00|低           |
...

如果薪水低于 5000，满足第一个 WHEN 子句的条件，返回“低”；否则进入第二个 WHEN 子句，如果小于 15000（同时大于等于 5000），返回“中”；否则进入 ELSE 子句，返回“高”。

既然是表达式，CASE 表达式除了可以用于 SELECT 列表，也可以出现在其他 SQL 子句中，例如 WHERE 条件子句、GROUP BY 分组子句、ORDER BY 排序子句等。以下示例除了将薪水显示为三个档次，同时还按照档次和名字进行排序：

SELECT e.first_name,
       e.last_name,
       e.salary,
CASE
WHEN e.salary < 5000  THEN '低'
WHEN e.salary < 15000 THEN '中'
ELSE '高'
END AS salary_level
FROM employees e
ORDER BY CASE
WHEN e.salary < 5000  THEN 3
WHEN e.salary < 15000 THEN 2
ELSE 1
END, first_name;

first_name |last_name  |salary  |salary_level|
-----------|-----------|--------|------------|
Lex        |De Haan    |17000.00|高           |
Neena      |Kochhar    |17000.00|高           |
Steven     |King       |24000.00|高           |
Adam       |Fripp      | 8200.00|中           |
Alberto    |Errazuriz  |12000.00|中           |
Alexander  |Hunold     | 9000.00|中           |
Allan      |McEwen     | 9000.00|中           |
Alyssa     |Hutton     | 8800.00|中           |
Amit       |Banda      | 6200.00|中           |
Bruce      |Ernst      | 6000.00|中           |
Charles    |Johnson    | 6200.00|中           |
Christopher|Olsen      | 8000.00|中           |
Clara      |Vishney    |10500.00|中           |
...

缩写函数

除了以上两种形式的 CASE 表达式之外，PostgreSQL 还提供了两个与 NULL 值相关的缩写 CASE 表达式（函数）：NULLIF 和 COALEASE。

NULLIF 函数的用法如下：

NULLIF(expression_1, expression_2)

NULLIF 函数包含 2 个参数，如果第一个参数等于第二个参数，返回 NULL 值；否则，返回第一个参数的值。它可以使用等价的 CASE 表达式表示为：

CASE
WHEN expression_1 = expression_2 THEN NULL
ELSE expression_1
END

以下示例说明了 NULLIF 函数的效果：

SELECT NULLIF(1, 1), NULLIF('A', 'B');

nullif|nullif|
------|------|
|A     |

NULLIF 函数的一个常见用途是防止除零错误：

SELECT 1 / 0; -- 除零错误

SELECT 1 / NULLIF(0 , 0);

COALEASE 函数的语法如下：

COALESCE(expression_1, expression_2, expression_3, ...)

COALESCE 函数接受多个参数，并且返回第一个非空的参数值；如果所有参数都为空值，返回 NULL 值。它可以使用等价的 CASE 表达式表示为：

CASE
WHEN expression_1 IS NOT NULL THEN expression_1
WHEN expression_2 IS NOT NULL THEN expression_2
WHEN expression_3 IS NOT NULL THEN expression_3
...
END

以下示例将佣金比率为空的数据显示为 0：

SELECT e.first_name,
       e.last_name,
       e.commission_pct,
COALESCE(e.commission_pct, 0)
FROM employees e;

first_name |last_name  |commission_pct|coalesce|
-----------|-----------|--------------|--------|
Steven     |King       |              |       0|
Neena      |Kochhar    |              |       0|
Lex        |De Haan    |              |       0|
...
John       |Russell    |          0.40|    0.40|
Karen      |Partners   |          0.30|    0.30|
Alberto    |Errazuriz  |          0.30|    0.30|
Gerald     |Cambrault  |          0.30|    0.30|
Eleni      |Zlotkey    |          0.20|    0.20|
Peter      |Tucker     |          0.30|    0.30|
...