使用函数处理数据

SQL
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。
作者

Davon

发布于

2020年7月30日

修改于

2026年4月12日

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 DB2、Oracle、PostgreSQL和SQLite使用SUBSTR(); MariaDB、MySQL和SQL Server使用SUBSTRING()
数据类型转换 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 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。这意味着为特定 SQL实现编写的代码在其他实现中可能不能用。

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，以便以后你自己（或其他人）能确切地知道这些 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。

  • 用于生成美观好懂的输出内容的格式化函数（如用语言形式表达出日期，用货币符号和千分位表示金额）。

  • 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于 SELECT 后面的列名，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：

SELECT vend_name, UPPER(vend_name) AS vend_name_upcase  
FROM Vendors  
ORDER BY vend_name;

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。

提示：大写，小写，大小写混合

此时你应该已经知道SQL函数不区分大小写，因此upper(), UPPER(),Upper()都可以，substr(), SUBSTR(), SubStr()也都行。随你的喜好，不过注意保持风格一致，不要变来变去，否则你写的程序代码就不好读了。

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() 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
SUBSTR()或SUBSTRING() 提取字符串的组成部分（见表8-1）
SOUNDEX() 返回字符串的SOUNDEX值
UPPER() 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

PostgreSQL不支持 SOUNDEX()，因此以下的例子不适用于这个 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：

SELECT cust_name, cust_contact FROM Customers WHERE cust_contact = 'Michael Green'; 
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MichaelGreen 的联系名：

SELECT cust_name, cust_contact 


FROM Customers 

WHERE SOUNDEX(cust_contact) = SOUNDEX('Michael Green');

cust_name

cust_contact

Kids Place

Michelle Green

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。要检索出某年的所有订单，需要按订单日期去找，但不需要完整日期，只要年份即可。

为在 SQL Server 中检索 2020 年的所有订单，可如下进行：

SELECT order_num  
FROM Orders  
WHERE DATEPART(yy, order_date) = 2020;

这个例子使用了 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 2020 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：

SELECT order_num  
FROM Orders  
WHERE DATE_PART('year', order_date) = 2020;

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：

SELECT order_num 


FROM Orders 

WHERE EXTRACT(year FROM order_date) = 2020;

在这个例子中，EXTRACT()函数用来提取日期的成分，year 表示提取哪个部分，返回值再与 2020 进行比较。

提示：PostgreSQL 支持 Extract()

除了前面用到的 DatePart()，PostgreSQL 也支持 Extract()函数，因而也能这么用。

完成相同工作的另一方法是使用 BETWEEN 操作符：

SELECT order_num

FROM Orders

WHERE order_date BETWEEN to_date(‘2020-01-01’, ‘yyyy-mm-dd’)

AND to_date(‘2020-12-31’, ‘yyyy-mm-dd’);

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 2020 年 1 月 1 日，另一个包含 2020 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。

DB2，MySQL 和 MariaDB 具有各种日期处理函数，但没有 DATEPART()。DB2，MySQL和 MariaDB用户可使用名为 YEAR()的函数从日期中提取年份：

SELECT order_num  
FROM Orders  
WHERE YEAR(order_date) = 2020;

在 SQLite 中有个小技巧：

SELECT order_num  
FROM Orders  
WHERE strftime('%Y', order_date) = '2020';

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，使用 AND 操作符可以进行年份和月份的比较。

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。关于你的 DBMS具体支持的日期−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π的值
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。

8.4 挑战题

  1. 我们的商店已经上线了，正在创建顾客账户。所有用户都需要登录名，默认登录名是其名称和所在城市的组合。编写 SQL语句，返回顾客ID（cust_id）、顾客名称（customer_name）和登录名（user_login），其中登录名全部为大写字母，并由顾客联系人的前两个字符（cust_contact）和其所在城市的前三个字符（cust_city）组成。例如，我的登录名是 BEOAK（Ben Forta，居住在 Oak Park）。提示：需要使用函数、拼接和别名。

  2. 编写 SQL语句，返回 2020年 1月的所有订单的订单号（order_num）和订单日期（order_date），并按订单日期排序。你应该能够根据目前已学的知识来解决此问题，但也可以开卷查阅 DBMS文档。