理解 MySQL 中的数字类型

企鹅博客 2019年8月14日22:32:59 评论 500

MySQL 中数据类型常用的就三大类:

  • 数字类型/numeric types
  • 日期和时间/date and time types
  • 字符类型/string (character and byte) types

另外还包含两个没那么常用的大类:

  • 特殊类型/spatial types
  • JSON

继续之前,先来看一些单位上的约定和概念,

  • M:根据具体不同的类型,其表示的意思不一样,见下方关于这个参数的讨论。
  • D 用于定点及浮点数,表示小数点后有多少位。最大可能取值为 30,但不应该超过 M-2。
  • fsp 适用于 TIME, DATETIME 及 TIMESTAMP。可理解秒后面的小数点位数。它应该是介于 0~6 之间的,0 表示没有小数部分(fractin part)。默认为 0。
  • [] 方括号表示类型中可选的部分。

存储字符串时指定的类型 VARCHAR(50) 中可接收一个数字作为长度,其实除了字符串类型,数字类型也是可指定该参数的,比如 INT(10)BIGINT(20)。假设后续讨论中这个参数使用字母 M 来表示,即上面提到的。该参数被用在不同类型上时,其表示的意思不一样。

  • 对于整形,它表示 展示宽度/display width
  • 对于定点数(fixed point)或浮点数(floating point),表示能够存储的总位数,即精度。
  • 对于字符串,表示能够存储的字符串长度。

展示宽度/Display Width

那么什么是展示宽度。展示宽度这个参数具有迷惑性,它不像 CHAR(M) 中有实际意义表示能够存储的字符串长度,在数字类型中,它指数字展示时需要的宽度,是 MySQL 格式化时使用的。即 INT(5)INT(15)INT(25) 能够存储的数字范围都是 INT 类型的范围 -2147483648 ~ 2147483647。如果指定了 ZEROFILL,MySQL 在返回该数字时,对于实际位数小于展示宽度的数字,将自动在左边补零。比如列的类型为 INT(5),实际存储了数字 5,返回时会得到 00005。对于没有指定 ZEROFILL 或实际存储的位数大于指定的展示宽度,则不会自动补零,此时看上去没有任何效果。

CREATE TABLE test_zero_fill ( with_fill INT(5) UNSIGNED ZEROFILL NOT NULL PRIMARY KEY, without_fill INT(5) UNSIGNED NOT NULL );

mysql> INSERT INTO test_zero_fill (with_fill, without_fill) VALUES (5, 5),(123456, 123456); Query OK, 2 rows affected (0.00 sec) Records: 2 Duplicates: 0 Warnings: 0 mysql> select * from test_zero_fill; +-----------+--------------+ | with_fill | without_fill | +-----------+--------------+ | 00005 | 5 | | 123456 | 123456 | +-----------+--------------+ 2 rows in set (0.00 sec)

另外,如果使用了 ZEROFILL,该列将自动设置为 UNSIGNED 类型。

mysql> ALTER TABLE test_zero_fill ADD signed_num INT(5) signed ZEROFILL NOT NULL after without_fill; mysql> describe test_zero_fill; +--------------+--------------------------+------+-----+---------+-------+ | Field | Type | Null | Key | Default | Extra | +--------------+--------------------------+------+-----+---------+-------+ | with_fill | int(5) unsigned zerofill | NO | PRI | NULL | | | without_fill | int(5) unsigned | NO | | NULL | | | signed_num | int(5) unsigned zerofill | NO | | NULL | | +--------------+--------------------------+------+-----+---------+-------+ 3 rows in set (0.00 sec)

所以对于数据存储层面来说,展示宽度其实没什么用途。如果真的需要格式化,程序中能够请求 MySQL 的 meta 信息以获取到相应的展示宽度。

假如在 Node.js 中使用 mysqljs/mysql 作为数据库连接的模块,在执行请求时,其回调中返回的 fields 入参便包含了列相应的 meta 信息。

connection.query("SELECT * from test_zero_fill", function( error, results, fields ) { if (error) throw error; console.log(fields); });

fields 中包含列的 meta 信息

FieldPacket { catalog: 'def', db: 'data_type', table: 'test_zero_fill', orgTable: 'test_zero_fill', name: 'with_fill', orgName: 'with_fill', charsetNr: 63, length: 5, type: 3, flags: 20579, decimals: 0, default: undefined, zeroFill: true, protocol41: true }, FieldPacket { catalog: 'def', db: 'data_type', table: 'test_zero_fill', orgTable: 'test_zero_fill', name: 'without_fill', orgName: 'without_fill', charsetNr: 63, length: 5, type: 3, flags: 4129, decimals: 0, default: undefined, zeroFill: false, protocol41: true }, FieldPacket { catalog: 'def', db: 'data_type', table: 'test_zero_fill', orgTable: 'test_zero_fill', name: 'signed_num', orgName: 'signed_num', charsetNr: 63, length: 5, type: 3, flags: 4193, decimals: 0, default: undefined, zeroFill: true, protocol41: true } ]

因此,在设计表时,应该关注使用哪种具体的数据类型能够满足数据存储的需要,而不要被展示宽度所迷惑。

数字类型

数字类型分为有符号 SIGNED 和无符号 UNSIGNED 的情况,有符号即最前面有一位符呈位,可表示正负数。默认情况下为 SIGNED 即有符号。

整型

MySQL 中支持标准的 SQL 整型,

  • INTEGER (INT)
  • SMALLINT

并且扩展了一些类型:

  • TINYINT
  • MEDIUMINT
  • BIGINT

以下是 MySQL 中支持的整型,及其对应所需存储空间和取值范围。

类型空间 (字节)有符号时最小取值无符号时最小取值有符号时最大取值无符号时最大取值
TINYINT1-1280127255
SMALLINT2-3276803276765535
MEDIUMINT3-83886080838860716777215
INT4-2147483648021474836474294967295
BIGINT8-2630263-1264-1

具体到每种类型:

  • TINYINT[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]:微整型,取值范围 -128 ~ 127,无符号情况下为 0 ~ 255。
  • BOOL, BOOLEAN:效果等同 TINYINT(1),0 表示 FALSE,其他非 0 值处理成 TRUE。其中关键字 TRUEFALSE 真实代表的是数字 1 和 0。

mysql> SELECT IF(0, 'true', 'false'); +------------------------+ | IF(0, 'true', 'false') | +------------------------+ | false | +------------------------+ mysql> SELECT IF(1, 'true', 'false'); +------------------------+ | IF(1, 'true', 'false') | +------------------------+ | true | +------------------------+ mysql> SELECT IF(2, 'true', 'false'); +------------------------+ | IF(2, 'true', 'false') | +------------------------+ | true | +------------------------+

mysql> SELECT IF(0 = FALSE, 'true', 'false'); +--------------------------------+ | IF(0 = FALSE, 'true', 'false') | +--------------------------------+ | true | +--------------------------------+ mysql> SELECT IF(1 = TRUE, 'true', 'false'); +-------------------------------+ | IF(1 = TRUE, 'true', 'false') | +-------------------------------+ | true | +-------------------------------+ mysql> SELECT IF(2 = TRUE, 'true', 'false'); +-------------------------------+ | IF(2 = TRUE, 'true', 'false') | +-------------------------------+ | false | +-------------------------------+ mysql> SELECT IF(2 = FALSE, 'true', 'false'); +--------------------------------+ | IF(2 = FALSE, 'true', 'false') | +--------------------------------+ | false | +--------------------------------+

  • SMALLINT[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]:小整型。取值范围 -32768 ~ 32767,无符号情况下为 0 ~ 65535。
  • MEDIUMINT[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]:中整型。取值范围 -8388608 ~ 8388607,无符号情况下为 0 ~ 16777215。
  • INT[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]: 整型。取值范围 -2147483648 ~ 2147483647,无符号情况下为 -2147483648 ~ 2147483647。
  • INTEGER[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]:同 INT
  • BIGINT[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]:大整型。取值范围 -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807,无符号情况下为 0 ~ 18446744073709551615。

关于大整型,关键字 SERIAL 等同于 BIGINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT UNIQUE

还记得创建表时一般需要指定一个自增的整形 ID 字段么,

CREATE TABLE table_name (id INT UNSIGNED PRIMARY KEY NOT NULL AUTO_INCREMENT)

SERIAL 关键字其实是 BIGINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT UNIQUE 的别名,所以下次创建表时可直接使用该关键字,会省事很多。

CREATE TABLE table_name (id SERIAL PRIMARY KEY)

如果你不想要 BIGINT,SERIAL DEFAULT VALUENOT NULL AUTO_INCREMENT UNIQUE 的别名,那么可以这样来简写 ID 字段:

CREATE TABLE table_name (id INT SERIAL DEFAULT VALUE PRIMARY KEY)

定点型

DECIMAL[(M[,D])] [UNSIGNED] [ZEROFILL] 定点型数字,其中 M 表示总的位数(不包含正负号及小数点),D 表示小数位数。D 为 0 则表示没有小数部分。M 最大取值 65,默认 10;D 最大支持到 30,默认 0。所有的算术运算(+-*/)都基于 65 位的 DECIMAL。

DEC[(M[,D])] [UNSIGNED] [ZEROFILL], NUMERIC[(M[,D])] [UNSIGNED] [ZEROFILL], FIXED[(M[,D])] [UNSIGNED] [ZEROFILL] 同 DECIMAL

定点型数字存储精确的数字,用于准确性要求高的场合,比如涉及金钱。底层实现上,MySQL 使用二进制形式存储该类型的值。

通常的用法如下:

salary DECIMAL(5,2)

上面示例中,salary 为一个 5 位精度两位小数的定点型。取值范围 -999.99 ~ 999.99。

因为 D 缺省时默认为 0,所以 DECIMAL(M) 表示 DECIMAL(M,0),现时,MySQL 中,M 缺省时默认为 10,所以 DECIMAL 表示 DECIMAL(10,0)

当实际存储的值其小数大于指定的位数时,其精度会自动转换成所存储的值的精度。

浮点型

区别于 DECIMAL,浮点型存储的数字是个近似值。内部存储时,MySQL 为单精度使用 4 字节(bytes),双精度使用 8 字节。

浮点型包含以下这些类型:

  • FLOAT[(M,D)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]:小型的单精度浮点型。根据 IEEE 标准理论取值范围 -3.402823466E+38 ~ -1.175494351E-38, 0, 1.175494351E-38 ~ 3.402823466E+38,实际的取值范围因硬件和操作系统而异,会比理论值要小。
    • M 表示总位数,D 表示小数位数。两者省略的情况下,其值为硬件允许的最大值。比如 FLOAT(7,4) 看起来会是这个样子: -999.9999
    • FLOAT[(M,D) 这种形式的类型不是标准的 SQL 类型,后续会废弃掉。
  • FLOAT(p) [UNSIGNED] [ZEROFILL]:是标准的 SQL 类型,p 表示精度。但 MySQL 中,根据 p 取值的不同,底层实际将其处理成别的类型。比如 0 ~ 24 时,当成 4 字节单精度 FLOAT 类型来处理,25 ~ 53 时处理成 8 字节双精度的 DOUBLE 类型。
  • DOUBLE[(M,D)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]:双精度浮点型。取值范围 -1.7976931348623157E+308 ~ -2.2250738585072014E-308, 0, 2.2250738585072014E-308 ~ 1.7976931348623157E+308。同 FLOAT(M,D)DOUBLE(M,D) 这种形式的双精度类型也是非标准 SQL 类型,后续会废弃。
  • DOUBLE PRECISION[(M,D)] [UNSIGNED] [ZEROFILL], REAL[(M,D)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]:DOUBLE 的别名。

所以实际使用时,为了最大限度的兼容性,直接使用 FLOATDOUBLEPRECISION 而不要指定精度及小数。

BIT 类型

BIT[(M)] 类型用于存储单个状态值,M 表示包含几位。默认为1,最大可取 64。

该类型的值可通过 b'value' 的形式书写,其中 value 部分以二进制的形式呈现,比如 b'111' 和 b'10000000' 分别表示 7 和 128。更加详细的信息可参考 9.1.5 Bit-Value Literals。

如果赋值到该类型上的值小于 M 指定的位数,值左边会补零,比如将 b'101' 存储到类型为 BIT(6) 的列,实际会是 b'000101'。

存储的值溢出的情况

将要存储的值超出数字类型的范围时,其表现跟当前设置的 SQL 模式有关。具体来说,

  • 开启 SQL 严格模式时,超出范围的值会写入失败,MySQL 会中断操作并且直接抛错。
  • 非严格模式下,MySQL 会将值裁剪到合适的大小进行写入。即超出的情况下存成该类型能够接收的最大值。

考察一个通过如下语句创建的表 t1

CREATE TABLE t1 (i1 TINYINT, i2 TINYINT UNSIGNED);

SQL 严格模式下,尝试写入一个超出范围的值时抛错:

mysql> SET sql_mode = 'TRADITIONAL'; mysql> INSERT INTO t1 (i1, i2) VALUES(256, 256); ERROR 1264 (22003): Out of range value for column 'i1' at row 1 mysql> SELECT * FROM t1; Empty set (0.00 sec)

以下是非严格模式下进行裁剪存储的情况:

mysql> SET sql_mode = ''; mysql> INSERT INTO t1 (i1, i2) VALUES(256, 256); mysql> SHOW WARNINGS; +---------+------+---------------------------------------------+ | Level | Code | Message | +---------+------+---------------------------------------------+ | Warning | 1264 | Out of range value for column 'i1' at row 1 | | Warning | 1264 | Out of range value for column 'i2' at row 1 | +---------+------+---------------------------------------------+ mysql> SELECT * FROM t1; +------+------+ | i1 | i2 | +------+------+ | 127 | 255 | +------+------+

上述表现同样会出现在涉及到对列进行转换修改的一些操作上,比如 ALTER TABLELOAD DATAUPDATE 以及使用 INSERT 同时插入多行数据时。严格模式下会抛错失败,非严格模式下值会进行裁剪。但失败的情况不尽相同,如果是事务类型的表,会整个全失败,其他情况根据具体的值会部分成功,部分失败。

进行数字计算时如果有溢出,也会抛错,比如对于 BIGINT 其最大值为 9223372036854775807,因为 MySQL 中默认对数字类型是有符号类型,如下操作会抛错,

mysql> SELECT 9223372036854775807 + 1; ERROR 1690 (22003): BIGINT value is out of range in '(9223372036854775807 + 1)'

对于上述情况,可显式将 被操作数进行类型转换,转成无符号的 BIGINT:

mysql> SELECT CAST(9223372036854775807 AS UNSIGNED) + 1; +-------------------------------------------+ | CAST(9223372036854775807 AS UNSIGNED) + 1 | +-------------------------------------------+ | 9223372036854775808 | +-------------------------------------------+

通过带上小数后,转成 DECIMAL 也能修正上面的错误,因为 DECIMAL 比整形要大,

mysql> SELECT 9223372036854775807.0 + 1; +---------------------------+ | 9223372036854775807.0 + 1 | +---------------------------+ | 9223372036854775808.0 | +---------------------------+

两数相减时,其中一个为无符号数,得出的结果默认为也为无符号。所以如果想减之后结果是负数,则会抛错。

mysql> SET sql_mode = ''; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> SELECT CAST(0 AS UNSIGNED) - 1; ERROR 1690 (22003): BIGINT UNSIGNED value is out of range in '(cast(0 as unsigned) - 1)'

除非开启了 NO_UNSIGNED_SUBTRACTION

mysql> SET sql_mode = 'NO_UNSIGNED_SUBTRACTION'; mysql> SELECT CAST(0 AS UNSIGNED) - 1; +-------------------------+ | CAST(0 AS UNSIGNED) - 1 | +-------------------------+ | -1 | +-------------------------+

总结

对于整型或浮点型,可指定 AUTO_INCREMTN 属性。指定该属性性,将不能接收负值。同时 CHECK 属性与该属性冲突,也不能同时使用。但对于 FLOAT 和 DOUBLE,AUTO_INCREMENT 属性的支持将逐渐废弃掉,实际使用时尽量避免。

对于需要精确数值的场合,使用 DECIMAL,比如涉及金钱的情况。

对于整形,展示宽度不是其存储的值范围,只用来格式化。

相关资源

  • Chapter 11 Data Types
  • Difference between numeric, float and decimal in SQL Server
  • Floating Point Numbers
  • What does INT(5) in mysql mean?
  • MySQL: Why specify display width without using zerofill
  • PHP & mySQL: Year 2038 Bug: What is it? How to solve it?
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