第8课 SQL入门之使用数据处理函数
这一课介绍什么是函数，DBMS支持何种函数，以及如何使用这些函数；还将讲解为什么SQL函数的使用可能会带来问题。
8.1 函数
与大多数其他计算机语言一样，SQL也可以用函数来处理数据。函数一般是在数据上执行的，为数据的转换和处理提供了方便。
前一课中用来去掉字符串尾的空格的RTRIM()就是一个函数。
函数带来的问题
在学习这一课并进行实践之前，你应该了解使用SQL函数所存在的问题。
与几乎所有DBMS都等同地支持SQL语句（如SELECT）不同，每一个DBMS都有特定的函数。事实上，只有少数几个函数被所有主要的DBMS等同地支持。虽然所有类型的函数一般都可以在每个DBMS中使用，但各个函数的名称和语法可能极其不同。为了说明可能存在的问题，表8-1列出了3个常用的函数及其在各个DBMS中的语法：
表8-1 DBMS函数的差异
| 函 数 | 语 法 |
|---|---|
| 提取字符串的组成部分 | Access使用MID()； DB2、Oracle、PostgreSQL和SQLite使用SUBSTR()； MySQL和SQL Server使用SUBSTRING() |
| 数据类型转换 | Access和Oracle使用多个函数，每种类型的转换有一个函数； DB2和PostgreSQL使用CAST()； MariaDB、MySQL和SQL Server使用CONVERT() |
| 取当前日期 | Access使用NOW()； DB2和PostgreSQL使用CURRENT_DATE； MariaDB和MySQL使用CURDATE()； Oracle使用SYSDATE； SQL Server使用GETDATE()； SQLite使用DATE() |
可以看到，与SQL语句不一样，SQL函数不是可移植的。这表示为特定SQL实现编写的代码在其他实现中可能不正常。
可移植（portable）
所编写的代码可以在多个系统上运行。
为了代码的可移植，许多SQL程序员不赞成使用特定于实现的功能。虽然这样做很有好处，但有的时候并不利于应用程序的性能。如果不使用这些函数，编写某些应用程序代码会很艰难。必须利用其他方法来实现DBMS可以非常有效完成的工作。
提示：是否应该使用函数？
现在，你面临是否应该使用函数的选择。决定权在你，使用或是不使用也没有对错之分。如果你决定使用函数，应该保证做好代码注释，以便以后你（或其他人）能确切地知道所编写的SQL代码的含义。
8.2 使用函数
大多数SQL实现支持以下类型的函数。
- 用于处理文本字符串（如删除或填充值，转换值为大写或小写）的文本函数。
- 用于在数值数据上进行算术操作（如返回绝对值，进行代数运算）的数值函数。
- 用于处理日期和时间值并从这些值中提取特定成分（如返回两个日期之差，检查日期有效性）的日期和时间函数。
- 返回DBMS正使用的特殊信息（如返回用户登录信息）的系统函数。
我们在上一课看到函数用作SELECT语句的列表成分，但函数的作用不仅于此。它还可以作为SELECT语句的其他成分，如在WHERE子句中使用，在其他SQL语句中使用等，后面会做更多的介绍。
8.2.1 文本处理函数
在上一课，我们已经看过一个文本处理函数的例子，其中使用RTRIM()函数来去除列值右边的空格。下面是另一个例子，这次使用的是UPPER()函数：
输入▼
SELECT vend_name, UPPER(vend_name)
AS vend_name_upcase
FROM Vendors
ORDER BY vend_name;
输出▼
| vend_name | vend_name_upcase |
|---|---|
| Bear Emporium | BEAR EMPORIUM |
| Bears R Us | BEARS R US |
| Doll House Inc. | DOLL HOUSE INC. |
| Fun and Games | FUN AND GAMES |
| Furball Inc. | FURBALL INC. |
| Jouets et ours | JOUETS ET OURS |
分析▼
可以看到，UPPER()将文本转换为大写，因此本例子中每个供应商都列出两次，第一次为Vendors表中存储的值，第二次作为列vend_name_upcase转换为大写。
表8-2列出了一些常用的文本处理函数。
表8-2 常用的文本处理函数
| 函 数 | 说 明 |
|---|---|
| LEFT()（或使用子字符串函数） | 返回字符串左边的字符 |
| LENGTH()（也使用DATALENGTH()或LEN()） | 返回字符串的长度 |
| LOWER()（Access使用LCASE()） | 将字符串转换为小写 |
| LTRIM() | 去掉字符串左边的空格 |
| RIGHT()（或使用子字符串函数） | 返回字符串右边的字符 |
| RTRIM() | 去掉字符串右边的空格 |
| SOUNDEX() | 返回字符串的SOUNDEX值 |
| UPPER()（Access使用UCASE()） | 将字符串转换为大写 |
表8-2中的SOUNDEX需要做进一步的解释。SOUNDEX是一个将任何文本串转换为描述其语音表示的字母数字模式的算法。SOUNDEX考虑了类似的发音字符和音节，使得能对字符串进行发音比较而不是字母比较。虽然SOUNDEX不是SQL概念，但多数DBMS都提供对SOUNDEX的支持。
说明：SOUNDEX支持 Microsoft Access和PostgreSQL不支持SOUNDEX()，因此以下的例子不适用于这些DBMS。
另外，如果在创建SQLite时使用了SQLITE_SOUNDEX编译时选项，那么SOUNDEX()在SQLite中就可用。因为SQLITE_SOUNDEX不是默认的编译时选项，所以多数SQLite实现不支持SOUNDEX()。
下面给出一个使用SOUNDEX()函数的例子。Customers表中有一个顾客Kids Place，其联系名为Michelle Green。但如果这是错误的输入，此联系名实际上应该是Michael Green，该怎么办呢？显然，按正确的联系名搜索不会返回数据，如下所示：
输入▼
SELECT cust_name, cust_contact
FROM Customers
WHERE cust_contact = 'Michael Green';
输出▼
| cust_name | cust_contact |
|---|---|
现在试一下使用SOUNDEX()函数进行搜索，它匹配所有发音类似于Michael Green的联系名：
输入▼
SELECT cust_name, cust_contact
FROM Customers
WHERE SOUNDEX(cust_contact) = SOUNDEX('Michael Green');
输出▼
| cust_name | cust_contact |
|---|---|
| Kids Place | Michelle Green |
分析▼
在这个例子中，WHERE子句使用SOUNDEX()函数把cust_contact列值和搜索字符串转换为它们的SOUNDEX值。因为Michael Green和Michelle Green发音相似，所以它们的SOUNDEX值匹配，因此WHERE子句正确地过滤出了所需的数据。
8.2.2 日期和时间处理函数
日期和时间采用相应的数据类型存储在表中，每种DBMS都有自己的特殊形式。日期和时间值以特殊的格式存储，以便能快速和有效地排序或过滤，并且节省物理存储空间。
应用程序一般不使用日期和时间的存储格式，因此日期和时间函数总是用来读取、统计和处理这些值。由于这个原因，日期和时间函数在SQL中具有重要的作用。遗憾的是，它们很不一致，可移植性最差。
我们举个简单的例子，来说明日期处理函数的用法。Orders表中包含的订单都带有订单日期。为在SQL Server中检索2012年的所有订单，可如下进行：
输入▼
SELECT order_num
FROM Orders
WHERE DATEPART(yy, order_date) = 2012;
输出▼
| order_num |
|---|
| 20005 |
| 20006 |
| 20007 |
| 20008 |
| 20009 |
在Access中使用如下版本：
输入▼
SELECT order_num
FROM Orders
WHERE DATEPART('yyyy', order_date) = 2012;
分析▼
这个例子（SQL Server和Sybase版本以及Access版本）使用了DATEPART()函数，顾名思义，此函数返回日期的某一部分。DATEPART()函数有两个参数，它们分别是返回的成分和从中返回成分的日期。在此例子中，DATEPART()只从order_date列中返回年份。通过与2012比较，WHERE子句只过滤出此年份的订单。
下面是使用名为DATE_PART()的类似函数的PostgreSQL版本：
输入▼
SELECT order_num FROM Orders WHERE DATE_PART(‘year’, order_date) = 2012;
Oracle没有DATEPART()函数，不过有几个可用来完成相同检索的日期处理函数。例如：
输入▼
SELECT order_num
FROM Orders
WHERE to_number(to_char(order_date, 'YYYY')) = 2012;
分析▼
在这个例子中，to_char()函数用来提取日期的成分，to_number()用来将提取出的成分转换为数值，以便能与2012进行比较。
完成相同工作的另一方法是使用BETWEEN操作符：
输入▼
SELECT order_num
FROM Orders
WHERE order_date BETWEEN to_date('01-01-2012')
AND to_date('12-31-2012');
分析▼
在此例子中，Oracle的to_date()函数用来将两个字符串转换为日期。一个包含2012年1月1日，另一个包含2012年12月31日。BETWEEN操作符用来找出两个日期之间的所有订单。值得注意的是，相同的代码在SQL Server中不起作用，因为它不支持to_date()函数。但是，如果用DATEPART()替换to_date()，当然可以使用这种类型的语句。
MySQL和MariaDB具有各种日期处理函数，但没有DATEPART()。MySQL和MariaDB用户可使用名为YEAR()的函数从日期中提取年份：
输入▼
SELECT order_num
FROM Orders
WHERE YEAR(order_date) = 2012;
在SQLite中有个小技巧：
输入▼
SELECT order_num
FROM Orders
WHERE strftime('%Y', order_date) = 2012;
这里给出的例子提取和使用日期的成分（年）。按月份过滤，可以进行相同的处理，指定AND操作符以及年和月份的比较。
DBMS提供的功能远不止简单的日期成分提取。大多数DBMS具有比较日期、执行基于日期的运算、选择日期格式等的函数。但是，可以看到，不同DBMS的日期-时间处理函数可能不同。关于具体DBMS支持的日期-时间处理函数，请参阅相应的文档。
8.2.3 数值处理函数
数值处理函数仅处理数值数据。这些函数一般主要用于代数、三角或几何运算，因此不像字符串或日期-时间处理函数使用那么频繁。
具有讽刺意味的是，在主要DBMS的函数中，数值函数是最一致、最统一的函数。表8-3列出一些常用的数值处理函数。
表8-3 常用数值处理函数
| 函 数 | 说 明 |
|---|---|
| ABS() | 返回一个数的绝对值 |
| COS() | 返回一个角度的余弦 |
| EXP() | 返回一个数的指数值 |
| PI() | 返回圆周率 |
| SIN() | 返回一个角度的正弦 |
| SQRT() | 返回一个数的平方根 |
| TAN() | 返回一个角度的正切 |
关于具体DBMS所支持的算术处理函数，请参阅相应的文档。
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