Oracle數據類型之number

時間  2019-12-11
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Oracle數據類型之number

oracle的number類型是oracle的內置類型之一，是oracle的最基礎數值數據類型。在9iR2及其之前的版本中只支持一種適合存儲數值數據的固有數據類型，在10g之後，纔出現了兩種新的數值類型，即推出本地浮點數據類型(Native Floating-Point Data Types): BINARY_FLOAT(單精度32位)和BINARY_DOUBLE(雙精度64位). 這些新數據類型都是基於IEEE二進制浮點運算標準,ANSI/IEEE Std 754-1985 [IEEE 754]，使用這些類型時要加上文字f(BINARY_FLOAT)或者d(BINARY_DOUBLE)，好比2.07f、3.000094d。 

number數據類型

number類型的語法很簡單：number(p,s)：有效位數：從左邊第一個不爲0的數算起的位數。
p：精度位，precision，是總有效數據位數，取值範圍是38，默認是38，能夠用字符*表示38。
s：小數位，scale，是小數點右邊的位數，取值範圍是-84~127，默認值取決於p，若是沒有指定p，那麼s是最大範圍，若是指定了p，那麼s=0。
p：is the precision,or the total number of digits. Oracle guarantees the portability of numbers with precision ranging from 1 to 38.
s：is the scale, or the number of digits to the right of the decimal point. The scale can range from -84 to 127. 

number類型的p和s，與其底層存儲徹底沒有關係，根本不會影響數據在磁盤上如何存儲，它只會影響容許哪些值以及數值如何舍入，你能夠認爲其是對數據的"編輯"。簡單的說，精度位p表示數值最多能有多少個有效數字，而小數位s表示最多能有多少位小數。換句話說，p表示一共有多少位有效數字（即小數點左邊最多有p-s位有效數字），s表示小數點右邊有s位有效數字。如number(5,2)類型的數據，就表示小數點左邊最多有3位有效數字，右邊最多有2位有效數字，加起來就是最多有5位有效數字，超過這個範圍的數字就不能正確的存儲下來，注意這裏說的是不能正確存儲，但並非不能存儲。

最高整數位數＝p-s 
s正數，小數點右邊指定位置開始四捨五入 
s負數，小數點左邊指定位置開始四捨五入 
s是0或者未指定，四捨五入到最近整數 
當p小於s時候，表示數字是絕對值小於1的數字，且從小數點右邊開始的前s-p位必須是0，保留s位小數。 

p>0，對s分2種狀況： 
1. s>0 
精確到小數點右邊s位，並四捨五入。而後檢驗有效數位是否<=p；若是s>p，小數點右邊至少有s-p個0填充。 
2. s<0 
精確到小數點左邊s位，並四捨五入。而後檢驗有效數位是否<=p+|s| 

具體數據可參考下表 git

Value數據庫

Datatypeoracle

Stored Value函數

123.2564oop

NUMBER性能

123.2564this

1234.9876編碼

NUMBER(6,2)spa

1234.99設計

12345.12345

NUMBER(6,2)

Error

1234.9876

NUMBER(6)

1235

12345.345

NUMBER(5,-2)

12300

1234567

NUMBER(5,-2)

1234600

12345678

NUMBER(5,-2)

Error

123456789

NUMBER(5,-4)

123460000

1234567890

NUMBER(5,-4)

Error

12345.58

NUMBER(*, 1)

12345.6

0.1

NUMBER(4,5)

Error

0.01234567

NUMBER(4,5)

0.01235

0.09999

NUMBER(4,5)

0.09999

0.099996

NUMBER(4,5)

Error


裏面發生錯誤的行有的是由於源數據超過了能夠表示的範圍，有的是由於進行小數四捨五入後超過了能夠表示的範圍。

如下是一些例子

1. s>0 

精確到小數點右邊s位，並四捨五入。而後檢驗有效數位是否<=p； 

ZWF.YUDONG>create table t_n(id number(5,2)); 

Table created. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(123.45); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(123.455); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>select * from t_n; 

        ID 
---------- 
    123.45 
    123.46 

2 rows selected. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(1.234); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>select * from t_n; 

        ID 
---------- 
    123.45 
    123.46 
      1.23 

3 rows selected. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(.001); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>select * from t_n; 

        ID 
---------- 
    123.45 
    123.46 
      1.23 
         0 

4 rows selected. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(1234.56); 
insert into t_n values(1234.56) 
                       * 
ERROR at line 1: 
ORA-01438: value larger than specified precision allowed for this column 


若是s>p，小數點右邊至少有s-p個0填充。 

ZWF.YUDONG>create table t_n(id number(4,5)); 

Table created. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(1); 
insert into t_n values(1) 
                       * 
ERROR at line 1: 
ORA-01438: value larger than specified precision allowed for this column 


ZWF.YUDONG>insert into t_n values(.1); 
insert into t_n values(.1) 
                       * 
ERROR at line 1: 
ORA-01438: value larger than specified precision allowed for this column 


ZWF.YUDONG>insert into t_n values(.01); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>commit; 

Commit complete. 

ZWF.YUDONG>select * from t_n; 

        ID 
---------- 
       .01 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(.001); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(.0001); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(.00001); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(.000001);   --超過刻度存儲0 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>select * from t_n; 

        ID 
---------- 
       .01 
      .001 
     .0001 
    .00001 
         0 


10 rows selected. 

ZWF.YUDONG>col dp for a50 
ZWF.YUDONG>select id,dump(id) dp,length(id),vsize(id) from t_n;  --vsize和dump的是字節數，length是數值實際位數（含小數點） 

        ID DP                                                 LENGTH(ID)  VSIZE(ID) 
---------- -------------------------------------------------- ---------- ---------- 
       .01 Typ=2 Len=2: 192,2                                          3          2 
      .001 Typ=2 Len=2: 191,11                                         4          2 
     .0001 Typ=2 Len=2: 191,2                                          5          2 
    .00001 Typ=2 Len=2: 190,11                                         6          2 
         0 Typ=2 Len=1: 128                                            1          1 

5 rows selected. 


2. s<0 

精確到小數點左邊s位，並四捨五入。而後檢驗有效數位是否<=p+|s| 

ZWF.YUDONG>create table t_n(id number(5,-2)); 

Table created. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(12345); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>select * from t_n; 

        ID 
---------- 
     12300 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(123456); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(1234567); 

1 row created. 

ZWF.YUDONG>select * from t_n; 

        ID 
---------- 
     12300 
    123500 
   1234600 

3 rows selected. 

ZWF.YUDONG>insert into t_n values(12345678); 
insert into t_n values(12345678) 
                       * 
ERROR at line 1: 
ORA-01438: value larger than specified precision allowed for this column 

oracle的number類型存儲結構

oracle採用變長存儲number數據類型（按必定規則進行轉換成2進制編碼格式存儲）。 

oracle數據庫中存儲的number類型包含3個部分: HEAD部分, DATA部分, 符號位。 

對正數來講, 符號位省略, 對0來講, oracle存儲的是X80（128）。 

ZWF.YUDONG>select dump(0) from dual; 

DUMP(0) 
---------------- 
Typ=2 Len=1: 128 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>select dump(1) from dual; 

DUMP(1) 
------------------ 
Typ=2 Len=2: 193,2 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>select dump(-1) from dual; 

DUMP(-1) 
----------------------- 
Typ=2 Len=3: 62,100,102   

1 row selected. 

HEAD部分爲一個字節8位, 就是前面看到的128, 193，62。由該部分咱們能夠看出number類型的基本信息，由於設計這種存儲格式的時候, oracle但願以十六進制00-FF來表示全部 
的number, 因此爲了編碼的對稱, 首先將number分爲正負, 因此以00-FF的中間位置80, 也就是十進制的128來表示0, HEAD部分小於80,即爲負數,大於80即爲正數。ORACLE再次對 
00-80, 80-FF進行對分： 

00-3E 表示: number <= -1 
3F-7F 表示: -1 < number < 0 
81-C0 表示: 0 < number < 1 
C1-FF 表示：number >= 1 

從HEAD部分咱們能夠也看出數據的位數信息，是否含有小數，能夠根據HEAD的信息判斷小數點的位置。因爲數據部分低位2的n次方位個0是不被存儲的，數據展示的時候oracle 
根據HEAD的信息給補充末位的0。 

ZWF.YUDONG>select dump(123456789) from dual; 

DUMP(123456789) 
------------------------------ 
Typ=2 Len=6: 197,2,24,46,68,90 --197（C5）的含義：表示數字123456789大於1，197-193(數字1佔用2個字節該值爲193) = 4 ，因此該數字佔用6（2+4）個字節。 

1 row selected. 


而後,咱們再來看數據部分, ORACLE對十進制的數字(整數部分,小數部分正好相反)是兩位兩位進行存儲的(從右往左的順序), 例如對1234, ORACLE會分別對12, 34進行存儲. 
因此只須要對(+-)1-99進行編碼 

1 --- 99 分別用十六進制2-64表示，就是2-100, 

-1--- -99 用十六進制64-2表示，就是100-2 

ZWF.YUDONG>select dump(12345) from dual; 

DUMP(12345) 
------------------------ 
Typ=2 Len=4: 195,2,24,46  --數據部分2,24,46 表示 （2-1=1，24-1=23，46-1=45）；HEAD部分表示12345 >= 1,佔用195-193+2=4字節。 

1 row selected. 


SYS.YUDONG>select dump(1100) from dual;  

DUMP(1100) 
------------------- 
Typ=2 Len=2: 194,12       --若是從右邊起，連續2的n次方位爲0，oracle一次排觸（不存儲）只是位數加1。能夠對比dump(11)的狀況看看。 

1 row selected. 

SYS.YUDONG>select dump(11) from dual; 

DUMP(11) 
------------------- 
Typ=2 Len=2: 193,12        --這裏數據部分和1100是同樣的，末位的2個0沒有實際存儲，長度193比194小1。 

1 row selected. 

--對於含小數(負數、整數2種狀況)的狀況： 

一、負數 

SYS.YUDONG>select dump(-1.2) from dual; 

DUMP(-1.2) 
-------------------------- 
Typ=2 Len=4: 62,100,81,102    --HEAD=62（3E）表示該數值小於等於-1;數據部分：整數部分的-1存儲爲100，小數部分從左往右2位一結合，不足2位後邊補一個1。 
                              對應關係變爲9，8...1表示1，2...9，看下面幾個例子，若是足2位，仍是按照上邊說的規律（-1--- -99 用十六進制64-2表示，就是100-2）。 

1 row selected. 


ZWF.YUDONG>select dump(-2.1) from dual; 

DUMP(-2.1) 
------------------------- 
Typ=2 Len=4: 62,99,91,102 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>select dump(-2.2) from dual; 

DUMP(-2.2) 
------------------------- 
Typ=2 Len=4: 62,99,81,102 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>select dump(-2.9) from dual; 

DUMP(-2.9) 
------------------------- 
Typ=2 Len=4: 62,99,11,102 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>select dump(-2.12) from dual; 

DUMP(-2.12) 
------------------------- 
Typ=2 Len=4: 62,99,89,102 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>select dump(-2.13) from dual; 

DUMP(-2.13) 
------------------------- 
Typ=2 Len=4: 62,99,88,102 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>select dump(-2.123) from dual; 

DUMP(-2.123) 
---------------------------- 
Typ=2 Len=5: 62,99,89,71,102 

1 row selected. 


二、正數 

SYS.YUDONG>select dump(1.222) from dual; 

DUMP(1.222) 
------------------------ 
Typ=2 Len=4: 193,2,23,21      --HEAD=193(C1)表示該數字大於等於1;數據部分:整數部分存儲2(2-1=1),小數部分從左往右2位一結合,23(23-1=22)表示22,後邊還剩下一個2, 
                                不足2位的末尾補充一個1,也就是等於1.2220 

1 row selected. 

ZWF.YUDONG>select dump(1.2220) from dual; 

DUMP(1.2220) 
------------------------ 
Typ=2 Len=4: 193,2,23,21 

1 row selected. 


符號位： 用的是(+-)1-99都不可能用到的編碼66(102)來表示，有資料說爲了處理排序問題（未加考證）。根據HEAD部分能夠作初步判斷，根據咱們說的HEAD部分的四個範圍， 
若是2個數值不在一個範圍，當即能夠看出大小，若是在一個範圍其實也能夠根據其正負+絕對值來進行排序了，正數絕對值大的就大，負數則相反，爲什麼還要用到這個符號位？

本地浮點類型另外再說一下兩個數值類型本地浮點數據類型（binary_float與binary_double）本地浮點數據類型最大的特色就是比NUMBER類型效率更高硬件運算/數學運算快 5– 10 倍佔用更少的內存/磁盤空間（5/9 字節與 1 – 22 字節）BINARY_DOUBLE 值範圍更大（e308 與 e125）無需類型轉換（使用與字節順序無關的存儲格式）下面程序是使用歐拉級數計算圓周率∏:∏ = sqrt ( 6 * ( 1 + 1/2*2 + 1/3*2 + ... ) )方法一：使用NUMBER類型create or replace procedure Euler_Pi_Number issubtype My_Number is number;zero constant My_Number := 0.0;one constant My_Number := 1.0;two constant My_Number := 2.0;six constant My_Number := 6.0;toler constant My_Number := 0.00000000001;root_toler constant My_Number := toler/1000.0;root My_Number;prev_root My_Number;prod_over_six My_Number;prod My_Number;pi My_Number;prev_pi My_Number;step My_Number;beginpi := one;prev_pi := zero;prod_over_six := zero;step := zero;while pi - prev_pi > tolerloopprev_pi := pi;step := step + one;prod_over_six := prod_over_six + one/(step*step);prod := six*prod_over_six;prev_root := prod;root := prod/two; while Abs(root - prev_root) > root_tolerloopprev_root := root;root := (root + prod/root)/two;end loop;pi := root;end loop;end Euler_Pi_Number;/方法二：使用BINARY_DOUBLE類型create or replace procedure Euler_Pi_Binary issubtype My_Number is binary_double;zero constant My_Number := 0.0d;one constant My_Number := 1.0d;two constant My_Number := 2.0d;six constant My_Number := 6.0d;toler constant My_Number := 0.00000000001d;root_toler constant My_Number := toler/1000.0d;root My_Number;prev_root My_Number;prod_over_six My_Number;prod My_Number;pi My_Number;prev_pi My_Number;step My_Number;beginpi := one;prev_pi := zero;prod_over_six := zero;step := zero;while pi - prev_pi > tolerloopprev_pi := pi;step := step + one;prod_over_six := prod_over_six + one/(step*step);prod := six*prod_over_six;prev_root := prod;root := prod/two; while Abs(root - prev_root) > root_tolerloopprev_root := root;root := (root + prod/root)/two;end loop;pi := root;end loop;end Euler_Pi_Binary;/SQL> set timing onSQL> exec Euler_Pi_Number;PL/SQL 過程已成功完成。已用時間: 00: 00: 11.59SQL> exec Euler_Pi_Binary;PL/SQL 過程已成功完成。已用時間: 00: 00: 02.09上面例子中近似300,000次迭代計算,NUMBER類型花費11.59秒,BINARY_DOUBLE類型花費約2.09秒,性能提升大約5.5倍.結論：在版本10g以後寫一些偏數字科學運行量巨大的存儲過程、函數時,對於浮點數字類型要優先考慮使用本地浮點數據類型

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