（4） 运算式和函数
最后更新于：2022-04-01 23:39:48
**目录**
[TOC]
# 1 值与运算式
不论在执行查询或资料异动的时候，你都可能会使用各种不同种类的值(literal values)来完成你的工作：
不同种类的值会有不同的用法与规定，可以搭配使用的运算子和函式也不一样。根据资料类型可以分为下列几种：
* 数值：可以用来执行算数运算的数值，包含整数与小数，分为精确值与近似值两种
* 字串：使用单引号或双引号包围的文字
* 日期/时间：使用单引号或双引号包围的日期或时间
* 空值：使用「NULL」表示的值
* 布林值：「TRUE」或「1」表示「真」，「FALSE」或「0」表示「假」
## 1.1 数值
数值分为「精确值(exact-value)」与「近似值(approximate-value)」两种。精确值在使用时不会因为进位而产生差异；使用近似值的时候，可能会因为进位而产生些微的差异。精确值使用一个明确的数字来表示一个整数或小数数值：
* 整数：没有小数的数字，范围从-9223372036854775808到9223372036854775807
* 小数：包含小数的数字，整数范围与上面一样，小数位数最多可以有30个
一般来说，使用精确值在执行各种算数运算的时候，所得到的结果都不会有误差的问题，你只要特别注意范围就可以了。例如下列这个比较奇怪的查询需求：
包含小数的数字，在整数部份的限制与整数相同，小数位数会有这样的限制：
近似值的的数字通常称为「科学表示法」，它使用下列的方式来表示一个数值：
这两种表示方式所代表的数值是这样计算的：
* XE+Y，X * 10Y，例如5E+3，代表的数字为5000
* XE-Y，X * 10-Y，例如5E-3，代表的数字为0.005
注：「XE+Y」格式中的「+」可以省略，例如「5E+3」与「5E3」是一样的。
使用近似值来表示一个数值的时候，你一定要牢记它是一个「近似值」，也就是它真正储存的数值可能不是你所看到的。下列的情况是你比较容易理解的：
不过下列的状况就会有不一样的结果：
第一个运算值采用精确值的方式，所以它们一定会相等；第二个运算使用近似值的方式，所以它们不一定相等。
## 1.2 字串值
字串值是以单引号或双引号包围的文字资料，就文字资料来说，你不会拿文字执行加、减、乘、除这类的算数运算。如果你拿字串来执行算数运算的话，MySQL会先把字串中的内容转换为数字，然后再执行算数运算：
如果字串内容包含不是数值的文字，MySQL在执行转换的时候会出现警告讯息：
字串与字串可以执行连接的运算，就是把一些字串的内容连接起来后，产生一个新的字串。要执行字串连接的工作，可以使用「||」运算子，这个运算子在条件的判断中是「或」的意思，如果你直接使用「||」运算子连接字串的话：
这是因为在预设的设定下，MySQL把「||」运算子当成数值的「或」运算，所以会出现这样的情况；你可以透过设定MySQL的SQL模式，来改变这个预设处理方式：
~~~
SET sql_mode = 'PIPES_AS_CONCAT'
~~~
这个设定会把「||」运算子用在字串值的时候，把它当成「连接」运算子：
注：字串的连接也可以使用函式来处理，在这章的后面讨论；另外字串的比较因为跟编码有关，会在后面的章节详细讨论。
## 1.3 日期与时间值
日期与时间值(temporal values)有下列几种：
* 日期：年年年年-月月-日日，`2007-01-01`
* 日期时间：年年年年-月月-日日 时时:分分:秒秒，`2007-01-01 12:00:00`
* 时间：时时:分分:秒秒：`12:00:00`
在日期与时间值中西元年的部份，可以使用四个或两个数字。如果指定的两个数字是「70」到「99」之间，就代表「1970」到「1999」；如果是「00」到「69」之间，就代表「2000」到「2069」。日期值中预设的分隔字元是「-」，你也可以使用「/」，所以「2000-1-1」与「2000/1/1」都是正确的日期值。
日期时间资料可以使用在条件的判断外，也可以用来「运算」，不过当然不是数值的算数运算，而是「一个日期的36天后是哪一天」这类的运算，而且只能使用「+」与「-」的运算。它的语法是：
语法中的单位可以使用下列表格中的单位关键字：
* YEAR：年
* QUARTER：季
* MONTH：月
* DAY：日
* HOUR：时
* MINUTE：分
* SECOND：秒
注：上列「单位关键字」并没有列出所有的单位关键字，全部的单位关键字请参考MySQL手册「12.5\. Date and Time Functions」。
## 1.4 NULL值
「NULL」值的处理比任何其它型态的值都来得奇怪一些，它也是一个很常见的资料，可以用来表示「未知的资料」；而且它最特别的地方是「NULL值与其它任何值都不一样，包含NULL自己」。
「NULL」是一个SQL关键字，大小写都可以。你已经知道判断一个栏位资料是否为「NULL」值的时候，跟其它一般资料判断是不一样的；如果算数运算式或比较运算式中有任何「NULL」值的话，结果都会是「NULL」：
~~~
SELECT NULL = NULL, NULL < NULL, NULL != NULL, NULL + 3
~~~
上列的查询所得到的结果全部都是「NULL」。所以在比较「NULL」值的时侯要使用下列的方式：
# 2 函式
在你在执行查询或维护资料的时候，可能会有下列这个比较特殊的需求：
以这样的需求来说，你当然不用自己去计算两个日期之间的天数，MySQL提供许多不同的函式(functions)，可以完成这类的需求，不论在执行查询或维护的叙述中，都可以使用这些函式。函式基本的用法会像这样：
注：MySQL规定函式预设的写法是函式名称和左括号之间不可以有任何空格，否则会造成错误；你可以执行`SET sql_mode='IGNORE_SPACE'`，这个设定让你可以在函式名称和左括号之间加入空格也不会出错。
以上列「计算两个日期之间的天数」来说，就会在查询叙述中使用到这样的函式：
MySQL提供的函式非常多，你不用把每一个函式的名称和用法都背起来，就算是为了参加认证考试也一样。这个章节只有介绍「部份」函式，并不是全部，所以你在了解这章讨论的函式以后，需要到MySQL参考手册中的「Chapter 12\. Functions and Operators」，进一步认识MySQL还有提供哪一些函式。
## 2.1 字串函式
字串资料的处理是一种很常见的工作，处理字串的函式也非常多，所以这里使用分类的方式来介绍。下列是处理字串内容的相关函式：
* LOWER(字串)：将[字串]转换为小写
* UPPER(字串)：将[字串]转换为大写
* LPAD(字串1, 长度, 字串2)：如果[字串1]的长度小于指定的[长度]，就在[字串1]左边使用[字串2]补满
* RPAD(字串1, 长度, 字串2)：如果[字串1]的长度小于指定的[长度]，就在[字串1]右边使用[字串2]补满
* LTRIM(字串)：移除[字串]左边的空白
* RTRIM(字串)：移除[字串]右边的空白
* TRIM(字串)：移除[字串]左、右的空白
* REPEAT(字串, 个数)：重复[字串]指定的[个数]
* REPLACE(字串1, 字串2, 字串3)：将[字串1]中的[字串2]替换为[字串3]
「LPAD」与「RPAD」在处理报表资料的时候，很常用来控制报表内容的格式。例如下列的需求：
使用「LPAD」函式让查询后得到的字串内容向右对齐：
下列是截取字串内容的函式：
* LEFT(字串, 长度)：传回[字串]左边指定[长度]的内容
* RIGHT(字串, 长度)：传回[字串]右边指定[长度]的内容
* SUBSTRING(字串, 位置)：传回[字串]中从指定的[位置]开始到结尾的内容
* SUBSTRING(字串, 位置,
长度)：传回[字串]中从指定的[位置]开始，到指定[长度]的内容
下列是一个测试这些函式的查询叙述：
下列是连接字串的函式：
* CONCAT(参数 [,…])：传回所有参数连接起来的字串
* CONCAT_WS(分隔字串, 参数 [,…])：传回所有参数连接起来的字串，参数之间插入指定的[分隔字串]
你可以使用「||」运算子连接字串，「CONCAT」函式也可以完成同样的需求。唯一的差异是要先设定「sql_mode」为「PIPES_AS_CONCAT」后，才可以使用「||」运算子连接字串；而「CONCAT」函式不用执行任何设定就可以连接字串。
「CONCAT_WS」函式提供一种比较方便的字串连接功能，例如下列这个使用「||」运算子连接字串的查询叙述：
改成使用「CONCAT_WS」函式的话，就会比较简单一些：
注：「CONCAT」与「CONCAT_WS」两个函式的参数可以接受任何型态的资料，它们都会把全部的资料转为字串后连接起来；「CONCAT」函式的参数中如果有「NULL」值，结果会是「NULL」；「CONCAT_WS」函式的参数中如果有「NULL」值，「NULL」值会被忽略。
下列是取得字串资讯的函式：
* LENGTH(字串)：传回[字串]的长度(bytes)
* CHAR_LENGTH(字串)：传回[字串]的长度(字元个数)
* LOCATE(字串1, 字串2)：传回[字串1]在[字串2]中的位置，如果[字串2]中没有[字串1]指定的内容就传回0
使用「LENGTH」函式可以完成类似「国家名称长度排行榜」的查询：
注：「LENGTH」与「CHAR_LENGTH」的差异在「第六章、字元集与资料库」与「第七章、储存引擎与资料型态」中会详细的讨论。
如果有需要的话，你也会搭配许多函式来完成你的工作，例如：
上列的叙述可以查询「名称是一个单字以上的国家」。
## 2.2 数学函式
下列是数值舍去与进位的函式：
* ROUND(数字)：四舍五入到整数
* ROUND(数字, 位数)：四舍五入到指定的位数
* CEIL(数字)、CEILING(数字)：进位到整数
* FLOOR(数字)：舍去所有小数
* TRUNCATE(数字, 位数)：将指定的[数字]舍去指定的[位数]
下列是一个测试这些函式的查询叙述：
在这些函式中，「TRUNCATE」函式的用法会比较不一样：
下列是算数运算的函式：
* PI()：圆周率
* POW(数字1, 数字2)、POWER(数字, 数字2)：[数字1]的[数字2]平方
* RAND()：乱数
* SQRT(数字)：[数字]的平方
每次使用「RAND」函式的时候，它都会传回一个大于等于0而且小于等于1的小数数字，通常会把它称为「乱数」，这个数值是由MySQL随机产生的。如果你的叙述中需要一个固定范围内的乱数，可以搭配「RAND」函式套用下列的公式来产生：
使用「RAND」函式也可以完成「随机查询」的需求：
注：MySQL还有提供的许多不同应用的数学函式，例如三角函式，你可以查询MySQL参考手册中的「12.4.2.
Mathematical Functions」。
## 2.3 日期时间函式
下列是取得日期与时间的函式：
* CURDATE()：取得目前日期，相同功能：CURRENT_DATE、CURRENT_DATE()
* CURTIME()：取得目前时间，相同功能：CURRENT_TIME、CURRENT_TIME()
* YEAR(日期)：传回[日期]的年
* MONTH(日期) 数字 传回[日期]的月
* DAY(日期)：传回[日期]的日，相同功能：DAYOFMONTH()
* MONTHNAME(日期)：传回[日期]的月份名称
* DAYNAME(日期)：传回[日期]的星期名称
* DAYOFWEEK(日期)：传回[日期]的星期，1到7的数字，表示星期日、一、二…
* DAYOFYEAR(日期)：传回[日期]的日数，1到366的数字，表示一年中的第几天
* QUARTER(日期)：传回[日期]的季，1到4的数字，代表春、夏、秋、冬
* EXTRACT(单位 FROM 日期/时间)：传回[日期]中指定的[单位]资料
* HOUR(时间)：传回[时间]的时
* MINUTE(时间)：传回[时间]的分
* SECOND(时间)：传回[时间]的秒
「CURDATE」与「CURTIME」可以取得目前伺服器的日期与时间，搭配其它函式就可以完成下列的「建国最久的国家排行」查询：
「EXTRACT」函式用来取得日期时间资料的指定「单位」，例如日期中的月份，使用的「单位」与这一章之前在「日期与时间值」中讨论的一样，这个函式让你不用记太多「YEAR」或「MONTH」这类函式的名称：
下列是计算日期与时间的函式：
* ADDDATE(日期, 天数)：传回[日期]在指定[天数] 以后的日期
* ADDDATE(日期, INTERVAL 数字 单位)：传回[日期]在指定[数字]的[单位]以后的日期
* ADDTIME(日期时间, INTERVAL数字 单位)：传回[日期时间]在指定[数字]的[单位]以后的日期时间
* SUBDATE(日期, 天数)：传回[日期]在指定[天数] 以前的日期
* SUBDATE(日期, INTERVAL 数字 单位)：传回[日期]在指定[数字]的[单位]以前的日期
* SUBTIME(日期时间, INTERVAL数字 单位)：传回[日期时间]在指定[数字]的[单位]以前的日期时间
* DATEDIFF(日期1, 日期2)：计算两个日期差异的天数
在计算日期方面的函式，MySQL也提供两种不同的用法：
上列函式中使用的「单位」与这一章之前在「日期与时间值」中讨论的一样。
## 2.4 流程控制函式
在处理一般工作的时候，使用各种SQL叙述与函式，通常就可以完成你的需求；可是在实际的应用上，难免会遇到类似下列这样比较复杂一点的需求：
像这种依照条件判断结果而显示不同资料的需求，可以使用下列这个「IF」函式来处理：
使用「IF」函式可以在查询的时候，依照员工进公司的日期判断是资深或是一般员工：
如果要依照资深员工与一般员工计算不同的奖金，也可以使用「IF」函式来完成：
「IF」函式可以用来判断一个条件「成立」或「不成立」两种状况的需求；但是像下列的需求就不适合使用「IF」函式了：
如果要完成多种条件的判断，就要使用下列的「CASE」语法，它应该不能算是一个函式，因为它的长像实在不像是一个函式：
套用上列的语法，就可以判断出所有员工的新资等级：
在「CASE」的语法中，要判断一种条件就使用一个「WHEN」来完成；如果有「所有条件以外」的情况要处理的话，就可以使用「ELSE」来处理：
如果要依照员工新资等级计算不同的奖金，也可以使用「CASE」语法来完成这个需求：
「CASE」除了上列介绍的语法外，还有另外一种写法可以处理一些比较特别的需求，例如下列七大洲的名称与缩写对照表：
* Asia：AS
* Europe：EU
* Africa：AF
* Oceania：OA
* Antarctica：AN
* North America：NA
* South America：SA
如果要在SQL叙述中有类似这样的需求，就可以使用下列这种「CASE」的语法：
套用上列的语法就可以完成这样的查询：
以上列的查询来说，你也可以换成这样的写法：
~~~
SELECT Name, Continent,
CASE
WHEN Continent='Asia' THEN 'AS'
WHEN Continent='Europe' THEN 'EU'
WHEN Continent='Africa' THEN 'AF'
WHEN Continent='Oceania' THEN 'OA'
WHEN Continent='Antarctica' THEN 'AN'
WHEN Continent='North America' THEN 'NA'
WHEN Continent='South America' THEN 'SA'
END ContinentCode
FROM country
~~~
经由这样的对照，应该可以很容易看得出来，使用哪一种写法来完成这个查询会好一些。
## 2.5 其它函式
* IFNULL(参数, 运算式)：如果[参数]为NULL就传回[运算式]的值；否则传回[参数]的值
* ISNULL(参数)：如果[参数]为NULL就传回TRUE；否则传回FALSE
当资料库中有「NULL」资料出现的时候，就可能会发生下列这样奇怪的结果：
所以要得到正确的结果，就要使用「IFNULL」函式来特别处理NULL值的运算：
「ISNULL」函式用来判断一个指定的资料是否为「NULL」，它的效果跟之前在「第二章、基础查询、条件比较」中讨论的「IS」和「」运算子是一样的，你可以自己决定要使用哪一种来执行判断。
# 3 群组查询
资料库通常是用来储存庞大数量的资料，这也是它最善长跟主要的工作，所以查询并计算资料的统计分析资讯也是一种很常见的需求：
你也可能会进一步的查询更详细的统计与分析资讯：
## 3.1 群组函式
想要完成上列讨论的统计与分析查询，你会用到下列的「群组函式」：
* MAX(运算式)：最大值
* MIN(运算式)：最小值
* SUM(运算式)：合计
* AVG(运算式)：平均
* COUNT([DISTINCT]*|运算式)：使用「DISTINCT」时，重复的资料不会计算；使用[*]时，计算表格纪录的数量：使用[运算式]时，计算的数量不会包含「NULL」值
使用上列的群组函式可以很容易的查询需要的统计与分析资讯：
这些函式套用在数值资料时会比较明确一些，把它们用在日期资料也是可以完成「员工最早和最晚进公司的日期」的查询需求：
在这些群组函式中，「COUNT」函式的用法会比较不一样：
利用「COUNT」函式的特性，也可以查询一些特别的资讯：
## 3.2 GROUP_CONCAT函式
「GROUP_CONCAT」函式是比较特别的一个群组函式，它用来将一些字串资料「串接」起来。在执行一般查询的时候，会根据查询的资料，将许多纪录传回来给你：
使用「GROUP_CONCAT」函式的话，只会回传一笔纪录，这笔纪录包含所有字串资料串接起来的内容：
下列是「GROUP_CONCAT」函式的语法：
上列的范例是「GROUP_CONCAT」函式最简单的用法，你还可以在函式中使用与「ORDER BY」子句一样的用法来指定资料的排列顺序：
「GROUP_CONCAT」函式连接字串的时候，预设是使用逗号分隔资料，你可以自己指定分隔的字串：
在「GROUP_CONCAT」函式中还可以使用类似在「基础查询、限制查询」中讨论过的「DISTINCT」来排除重复的资料，例如：
在「GROUP_CONCAT」函式中使用「DISTINCT」也会有同样的效果：
## 3.3 GROUP BY与HAVING子句
在上列使用群组函式的所有范例中，都是将「FROM」子句中指定的表格当成是一整个「群组」，群组函式所处理的资料是表格中所有的纪录。如果希望依照指定的资料来计算分组统计与分析资讯，在执行查询的时候，可能会有下列几种不同的结果：
上列的范例使用「GROUP BY」子句指定分组的设定，下列是分组查询中的语法：
「GROUP BY」子句指定是依照你自己的需求来决定的，同样以人口数量合计来说，不同的指定可以得到不同的统计资讯：
使用不同的群组函式，就可以得不同的资讯：
如果需要的话，你可以在一个查询中，一次取得所有需要的统计与分析资讯：
在查询群组统计与分析资讯的时候，你可以指定多个群组设定取得更详细的资讯：
使用「GROUP BY」指定群组的设定以后，回传的群组查询资料都会依照指定的群组排序，预设定排序方式是递增排序，使用「DESC」关键字可以指定排序的方式为递减排序：
使用「GROUP BY」子句的时候可以搭配「WITH ROLLUP」：
使用「WITH ROLLUP」以后，效果会作用在查询中的每一个群组函式：
在「GROUP BY」子句中有多个群组设定的时候，你可以在最后面加入「WITH ROLLUP」：
在执行群组查询的时候，一般的条件设定同样使用「WHERE」子句就可以了：
可是以类似上列的查询来说，把查询条件从「亚洲的地区」换成「人口合计大于一亿的地区」，如果还是把条件设定放在「WHERE」子句的话：
包含群组函式的条件设定就一定要放在「HAVING」子句中
依照需求在执行群组查询的时候，应该不会出现下列的查询叙述：
MySQL资料库在执行上列的查询叙述后，并不会产生任何错误，为了预防这样的状况，你可以执行下列的设定：
~~~
SET sql_mode = 'ONLY_FULL_GROUP_BY'
~~~
在「sql_mode」的设定中加入「ONLY_FULL_GROUP_BY」，表示多了下列的规定：
如果查询叙述违反「ONLY_FULL_GROUP_BY」的规定，就会产生错误讯息：
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