第07章_单行函数

第07章_单行函数

讲师：尚硅谷-宋红康（江湖人称：康师傅）

官网：http://www.atguigu.com

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1. 函数的理解

1.1 什么是函数

函数在计算机语言的使用中贯穿始终，函数的作用是什么呢？它可以把我们经常使用的代码封装起来，需要的时候直接调用即可。这样既提高了代码效率，又提高了可维护性。在 SQL 中我们也可以使用函数对检索出来的数据进行函数操作。使用这些函数，可以极大地提高用户对数据库的管理效率。

从函数定义的角度出发，我们可以将函数分成内置函数和自定义函数。在 SQL 语言中，同样也包括了内置函数和自定义函数。内置函数是系统内置的通用函数，而自定义函数是我们根据自己的需要编写的，本章及下一章讲解的是 SQL 的内置函数。

1.2 不同DBMS函数的差异

我们在使用 SQL 语言的时候，不是直接和这门语言打交道，而是通过它使用不同的数据库软件，即 DBMS。DBMS 之间的差异性很大，远大于同一个语言不同版本之间的差异。实际上，只有很少的函数是被 DBMS 同时支持的。比如，大多数 DBMS 使用（||）或者（+）来做拼接符，而在 MySQL 中的字符串拼接函数为concat()。大部分 DBMS 会有自己特定的函数，这就意味着采用 SQL 函数的代码可移植性是很差的，因此在使用函数的时候需要特别注意。

1.3 MySQL的内置函数及分类

MySQL提供了丰富的内置函数，这些函数使得数据的维护与管理更加方便，能够更好地提供数据的分析与统计功能，在一定程度上提高了开发人员进行数据分析与统计的效率。

MySQL提供的内置函数从实现的功能角度可以分为数值函数、字符串函数、日期和时间函数、流程控制函数、加密与解密函数、获取MySQL信息函数、聚合函数等。这里，我将这些丰富的内置函数再分为两类：单行函数、聚合函数（或分组函数）。

两种SQL函数

1.4 单行函数介绍

• 什么是单行函数

单行函数作用于一个数据，并对一个数据返回一个值

• 单行函数能嵌套使用

2. 数值函数

2.1 基本函数

函数	用法
ABS(x)	返回x的绝对值
SIGN(X)	返回X的符号。正数返回1，负数返回-1，0返回0
PI()	返回圆周率的值
CEIL(x)，CEILING(x)	返回大于或等于某个值的最小整数
FLOOR(x)	返回小于或等于某个值的最大整数
LEAST(e1,e2,e3…)	返回列表中的最小值
GREATEST(e1,e2,e3…)	返回列表中的最大值
MOD(x,y)	返回X除以Y后的余数
RAND()	返回0~1的随机值
RAND(x)	返回0~1的随机值，其中x的值用作种子值，相同的X值会产生相同的随机数
ROUND(x)	返回一个对x的值进行四舍五入后，最接近于X的整数
ROUND(x,y)	返回一个对x的值进行四舍五入后最接近X的值，并保留到小数点后面Y位
TRUNCATE(x,y)	返回数字x截断为y位小数的结果
SQRT(x)	返回x的平方根。当X的值为负数时，返回NULL

举例：

SELECT ABS(2), ABS(-2), ABS(0), SIGN(2), SIGN(-2), SIGN(0), PI(), CEIL(32.32), FLOOR(32.32), CEILING(-43.23), FLOOR(-43.23), MOD(12,5), MOD(-12,5);

SELECT RAND(), RAND(), RAND(10), RAND(10), RAND(-1), RAND(-1);

SELECT ROUND(654.456), ROUND(654.456,0), ROUND(654.456,1), ROUND(654.456,2), ROUND(654.456,-1), ROUND(654.456,-2);

SELECT TRUNCATE(654.456,0), TRUNCATE(654.456,1), TRUNCATE(654.456,2), TRUNCATE(654.456,-1), TRUNCATE(654.456,-2);

SELECT SQRT(4), SQRT(-4);

2.2 角度与弧度互换函数

函数	用法
RADIANS(x)	将角度转化为弧度，其中，参数x为角度值
DEGREES(x)	将弧度转化为角度，其中，参数x为弧度值

SELECT RADIANS(0), RADIANS(30), RADIANS(45), RADIANS(60), RADIANS(90), RADIANS(180), RADIANS(360);

SELECT DEGREES(0), DEGREES(PI()/6), DEGREES(PI()/4), DEGREES(PI()/3), DEGREES(PI()/2), DEGREES(PI()), DEGREES(2*PI());

2.3 三角函数

函数	用法
SIN(x)	返回x的正弦值，其中，参数x为弧度值
ASIN(x)	返回x的反正弦值，即获取正弦为x的值。如果x的值不在-1到1之间，则返回NULL
COS(x)	返回x的余弦值，其中，参数x为弧度值
ACOS(x)	返回x的反余弦值，即获取余弦为x的值。如果x的值不在-1到1之间，则返回NULL
TAN(x)	返回x的正切值，其中，参数x为弧度值
ATAN(x)	返回x的反正切值，即返回正切值为x的值
ATAN2(m,n)	返回两个参数的反正切值
COT(x)	返回x的余切值，其中，X为弧度值

SELECT SIN(RADIANS(30)), SIN(RADIANS(90)), COS(RADIANS(60)), COS(RADIANS(0)), TAN(RADIANS(45)), COT(RADIANS(45));

SELECT ASIN(0.5), ASIN(1), ASIN(2), ASIN(-2), ACOS(0.5), ACOS(1), ACOS(2), ACOS(-2), ATAN(1);

2.4 指数与对数

函数	用法
POW(x,y)，POWER(X,Y)	返回x的y次方
EXP(X)	返回e的X次方，其中e是一个常数，2.718281828459045
LN(X)，LOG(X)	返回以e为底的X的对数，当X <= 0 时，返回的结果为NULL
LOG10(X)	返回以10为底的X的对数，当X <= 0 时，返回的结果为NULL
LOG2(X)	返回以2为底的X的对数，当X <= 0 时，返回NULL

SELECT POW(2,2), POWER(2,4), EXP(2), LN(EXP(2)), LN(-1*EXP(2)), LOG(EXP(2)), LOG(-1*EXP(2)), LOG10(10), LOG10(-10), LOG2(2), LOG2(-2);

2.5 进制间的转换

函数	用法
BIN(x)	返回x的二进制编码
OCT(x)	返回x的八进制编码
HEX(x)	返回x的十六进制编码
CONV(x,f1,f2)	返回f1进制数变成f2进制数

SELECT BIN(10), OCT(10), HEX(10), CONV(10,2,10), CONV(10,10,8), CONV(10,10,16);

3. 字符串函数

函数	用法
ASCII(S)	返回字符串S中的第一个字符的ASCII码值
CHAR_LENGTH(s)	返回字符串s的字符数。作用与CHARACTER_LENGTH(s)相同
LENGTH(s)	返回字符串s的字节数，和字符集有关
CONCAT(s1,s2,…,sn)	连接s1,s2,…,sn为一个字符串
CONCAT_WS(x, s1,s2,…,sn)	同CONCAT(s1,s2,…)函数，但是每个字符串之间要加上x
INSERT(str, idx, len, replacestr)	将字符串str从第idx位置开始，len个字符长的子串替换为字符串replacestr
REPLACE(str, a, b)	用字符串b替换字符串str中所有出现的字符串a
UPPER(s) 或UCASE(s)	将字符串s的所有字母转成大写字母
LOWER(s) 或LCASE(s)	将字符串s的所有字母转成小写字母
LEFT(str,n)	返回字符串str最左边的n个字符
RIGHT(str,n)	返回字符串str最右边的n个字符
LPAD(str, len, pad)	用字符串pad对str最左边进行填充，直到str的长度为len个字符
RPAD(str ,len, pad)	用字符串pad对str最右边进行填充，直到str的长度为len个字符
LTRIM(s)	去掉字符串s左侧的空格
RTRIM(s)	去掉字符串s右侧的空格
TRIM(s)	去掉字符串s开始与结尾的空格
TRIM(s1 FROM s)	去掉字符串s开始与结尾的s1
TRIM(LEADING s1 FROM s)	去掉字符串s开始处的s1
TRIM(TRAILING s1 FROM s)	去掉字符串s结尾处的s1
REPEAT(str, n)	返回str重复n次的结果
SPACE(n)	返回n个空格
STRCMP(s1,s2)	比较字符串s1,s2的ASCII码值的大小
SUBSTR(s,index,len)	返回从字符串s的index位置其len个字符，作用与SUBSTRING(s,n,len)、MID(s,n,len)相同
LOCATE(substr,str)	返回字符串substr在字符串str中首次出现的位置，作用于POSITION(substr IN str)、INSTR(str,substr)相同。未找到，返回0
ELT(m,s1,s2,…,sn)	返回指定位置的字符串，如果m=1，则返回s1，如果m=2，则返回s2，如果m=n，则返回sn
FIELD(s,s1,s2,…,sn)	返回字符串s在字符串列表中第一次出现的位置
FIND_IN_SET(s1,s2)	返回字符串s1在字符串s2中出现的位置。其中，字符串s2是一个以逗号分隔的字符串
REVERSE(s)	返回s反转后的字符串
NULLIF(value1,value2)	比较两个字符串，如果value1与value2相等，则返回NULL，否则返回value1

注意：MySQL中，字符串的位置是从1开始的。

SELECT ASCII('abc'), CHAR_LENGTH('hello'), CHAR_LENGTH('我们'), LENGTH('hello'), LENGTH('我们');

SELECT CONCAT(e1.last_name,' work for ',e2.last_name) 
FROM employees e1 JOIN employees e2
ON e1.manager_id = e2.employee_id;

SELECT CONCAT_WS('','hello','world','hello','beijing'), CONCAT_WS('-','hello','world','hello','beijing');

SELECT INSERT('helloworld',2,4,'aaaa'), REPLACE('helloworld','ll','mm');

SELECT UPPER('Hello'), LOWER('Hello');

SELECT LEFT('hello',2), LEFT('hello',10), RIGHT('hello',3) , RIGHT('hello',10);

SELECT employee_id, last_name, LPAD(salary,10,'*')
FROM employees;

SELECT employee_id, last_name, RPAD(salary,10,'*')
FROM employees;

SELECT CONCAT('---',LTRIM('  h e l lo '),'***'), CONCAT('---',RTRIM('  h e l lo '),'***'), CONCAT('---',TRIM('  h e l lo '),'***'), TRIM('o' FROM 'oohelloo'), TRIM(LEADING 'o' FROM 'oohelloo'), TRIM(TRAILING 'o' FROM 'oohelloo');

SELECT REPEAT('hello',4), SPACE(5), LENGTH(SPACE(5)), STRCMP('abc','abc') , STRCMP('abc','abd'), STRCMP('abc','abe'), STRCMP('abd','abc'), STRCMP('abe','abc');

SELECT SUBSTR('hello',2,2), LOCATE('l','hello'), LOCATE('lll','hello');

SELECT ELT(1,'a','b','c','d'), ELT(2,'a','b','c','d'), ELT(3,'a','b','c','d');

SELECT FIELD('bb','aa','bb','cc','dd'), FIND_IN_SET('bb','aa,bb,cc,dd');

SELECT REVERSE('abc');

SELECT employee_id, first_name, last_name, NULLIF(LENGTH(first_name), LENGTH(last_name))
FROM employees;

4. 日期和时间函数

参数date代表日期CURDATE() ：只包含年、月、日

参数time代表时间CURTIME() ：只包含时、分、秒

参数now代表日期和时间NOW() ：包含年、月、日、时、分、秒

4.1 获取日期、时间

函数	用法
CURDATE() ，CURRENT_DATE()	返回当前日期，只包含年、月、日，时：分：秒默认为0：0：0
CURTIME() ， CURRENT_TIME()	返回当前时间，只包含时、分、秒，年：月：日默认为当前年月日
NOW() / SYSDATE() / CURRENT_TIMESTAMP() / LOCALTIME() / LOCALTIMESTAMP()	返回当前系统日期和时间
UTC_DATE()	返回UTC（世界标准时间）日期
UTC_TIME()	返回UTC（世界标准时间）时间

SELECT CURDATE(), CURRENT_DATE(), CURTIME(), CURRENT_TIME(), NOW(), NOW()+0, UTC_DATE(), UTC_DATE()+0, UTC_TIME(), UTC_TIME()+0;

4.2 日期与时间戳的转换

函数	用法
UNIX_TIMESTAMP()	以UNIX时间戳的形式返回当前日期和时间
UNIX_TIMESTAMP(date/time/now)	将date/time/now以UNIX时间戳的形式返回
FROM_UNIXTIME(timestamp)	将UNIX时间戳转换为日期和时间

SELECT UNIX_TIMESTAMP(), UNIX_TIMESTAMP(CURDATE()),UNIX_TIMESTAMP(CURTIME()), UNIX_TIMESTAMP(NOW()), FROM_UNIXTIME(1676553223);	

4.3 获取月份、星期、星期数、天数等函数

函数	用法
YEAR(date/now) / MONTH(date/now) / DAY(date/now)	返回具体的年、月、日
HOUR(time/now) / MINUTE(time/now) / SECOND(time/now)	返回具体的时、分、秒
MONTHNAME(date/now)	返回月份：January，…
DAYNAME(date/now)	返回星期几：MONDAY，TUESDAY…SUNDAY
WEEKDAY(date/now)	返回周几，注意，周1是0，周2是1，。。。周日是6
QUARTER(date/now)	返回季度，范围为1～4
WEEK(date/now) ， WEEKOFYEAR(date/now)	返回一年中的第几周
DAYOFYEAR(date/now)	返回一年中的第几天
DAYOFMONTH(date/now)	返回所在月份的第几天
DAYOFWEEK(date/now)	返回周几，注意：周日是1，周一是2，。。。周六是7

SELECT NOW(), YEAR(NOW()), MONTH(NOW()), DAY(NOW()), HOUR(NOW()), MINUTE(NOW()), SECOND(NOW());		

SELECT NOW(), MONTHNAME(NOW()), DAYNAME(NOW()), WEEKDAY(NOW()), QUARTER(NOW()), WEEK(NOW()), DAYOFYEAR(NOW()), DAYOFMONTH(NOW()), DAYOFWEEK(NOW()); 

4.4 日期的操作函数

函数	用法
EXTRACT(type FROM now)	返回now中特定的部分，type指定返回的值

EXTRACT(type FROM now)函数中type的取值与含义：

SELECT NOW(), EXTRACT(MICROSECOND FROM NOW()), EXTRACT(SECOND FROM NOW()), EXTRACT(MINUTE FROM NOW()), EXTRACT(HOUR FROM NOW());

4.5 时间和秒钟转换的函数

函数	用法
TIME_TO_SEC(time/now)	将time/now转化为秒并返回结果值。转化的公式为：小时*3600+分钟*60+秒
SEC_TO_TIME(seconds)	将 seconds 转化为时间

SELECT NOW(), TIME_TO_SEC(NOW()), SEC_TO_TIME(78259);	

4.6 计算日期和时间的函数

第1组：

函数	用法
DATE_ADD(now,INTERVAL expr type)，ADDDATE(now,INTERVAL expr type)	返回与now相差INTERVAL时间段的日期和时间
DATE_SUB(now,INTERVAL expr type)，SUBDATE(now,INTERVAL expr type)	返回与now相差INTERVAL时间段的日期和时间

上述函数中type的取值：

SELECT NOW(), DATE_ADD(NOW(),INTERVAL 1 DAY), DATE_SUB(NOW(),INTERVAL 1 DAY);

第2组：

函数	用法
ADDTIME(time1/now1,time2)	返回time1/now1加上time2后的日期和时间。当time2为一个数字时，代表的是秒，可以为负数
SUBTIME(time1/now1,time2)	返回time1/now1减去time2后的日期和时间。当time2为一个数字时，代表的是秒，可以为负数
DATEDIFF(date1/now1,date2/now2)	返回date1/now1- date2/now2的日期间隔天数
TIMEDIFF(time1, time2)或TIMEDIFF(now1,now2)	返回time1- time2或now1-now2的时间间隔
FROM_DAYS(N)	返回从0000年1月1日起，N天以后的日期
TO_DAYS(date/now)	返回date/now距离0000年1月1日的天数
LAST_DAY(date/now)	返回date/now所在月份的最后一天的日期
MAKEDATE(year,n)	针对给定年份与所在年份中的天数返回一个日期
MAKETIME(hour,minute,second)	将给定的小时、分钟和秒组合成时间并返回
PERIOD_ADD(x,n)	返回x加上n后的时间（x=日期和时间+0)

SELECT NOW(), ADDTIME(NOW(),20), ADDTIME(NOW(),'1:1:1'), SUBTIME(NOW(),20), SUBTIME(NOW(),'1:1:1'); 

SELECT NOW(), DATEDIFF(NOW(),'2023-02-16'), DATEDIFF(NOW(),'2023-02-16 00:00:00'), TIMEDIFF(CURTIME(),'00:00:00'), TIMEDIFF(NOW(),'2023-02-16 00:00:00');

SELECT NOW(), FROM_DAYS(366), TO_DAYS(NOW()), LAST_DAY(NOW()), MAKEDATE(YEAR(NOW()),12), MAKETIME(10,21,23), PERIOD_ADD(20200101010101,10);

4.7 日期的格式化与解析

函数	用法
DATE_FORMAT(date/now,fmt)	按照字符串fmt格式化date/now
TIME_FORMAT(time/now,fmt)	按照字符串fmt格式化time/now
GET_FORMAT(date_type,format_type)	返回日期字符串的显示格式
STR_TO_DATE(str, fmt)	按照字符串fmt对str进行解析，解析为一个日期

上述非GET_FORMAT函数中fmt参数常用的格式符：

格式符	说明	格式符	说明
%Y	4位数字表示年份	%y	表示两位数字表示年份
%M	月名表示月份（January,…）	%m	两位数字表示月份（01,02,03。。。）
%b	缩写的月名（Jan.，Feb.，…）	%c	数字表示月份（1,2,3,…）
%D	英文后缀表示月中的天数（1st,2nd,3rd,…）	%d	两位数字表示月中的天数(01,02…)
%e	数字形式表示月中的天数（1,2,3,4,5…）
%H	两位数字表示小数，24小时制（01,02…）	%h和%I	两位数字表示小时，12小时制（01,02…）
%k	数字形式的小时，24小时制(1,2,3)	%l	数字形式表示小时，12小时制（1,2,3,4…）
%i	两位数字表示分钟（00,01,02）	%S和%s	两位数字表示秒(00,01,02…)
%W	一周中的星期名称（Sunday…）	%a	一周中的星期缩写（Sun.，Mon.,Tues.，…）
%w	以数字表示周中的天数(0=Sunday,1=Monday…)
%j	以3位数字表示年中的天数(001,002…)	%U	以数字表示年中的第几周，（1,2,3。。）其中Sunday为周中第一天
%u	以数字表示年中的第几周，（1,2,3。。）其中Monday为周中第一天
%T	24小时制	%r	12小时制
%p	AM或PM	%%	表示%

GET_FORMAT函数中date_type和format_type参数取值如下：

举例：

SELECT NOW(), DATE_FORMAT(NOW(),'%Y-%m-%d'), DATE_FORMAT(NOW(),'%m/%d/%Y'), TIME_FORMAT(NOW(),'%h:%i:%s');

SELECT NOW(), DATE_FORMAT(NOW(),GET_FORMAT(DATE,'USA')), TIME_FORMAT(NOW(),GET_FORMAT(TIME,'USA')), DATE_FORMAT(NOW(),GET_FORMAT(DATETIME,'USA'));

SELECT STR_TO_DATE('02/17/2023','%m/%d/%Y');

5. 流程控制函数

流程处理函数可以根据不同的条件，执行不同的处理流程，可以在SQL语句中实现不同的条件选择。MySQL中的流程处理函数主要包括IF()、IFNULL()和CASE()函数。

函数	用法
IF(value,value1,value2)	如果value的值为TRUE，返回value1，否则返回value2
IFNULL(value1, value2)	如果value1不为NULL，返回value1，否则返回value2
CASE WHEN 条件1 THEN 结果1 WHEN 条件2 THEN 结果2 … [ELSE resultn] END	相当于Java的if…else if…else…
CASE expr WHEN 常量值1 THEN 值1 WHEN 常量值1 THEN 值1 … [ELSE 值n] END	相当于Java的switch…case…

SELECT employee_id, salary, commission_pct, 12 * salary * (1 + IF(commission_pct IS NOT NULL,commission_pct,0)) "annual_sal" 
FROM employees;
或
SELECT employee_id, salary, commission_pct, 12 * salary * (1 + IFNULL(commission_pct,0)) "annual_sal" 
FROM employees;

SELECT employee_id, salary, CASE WHEN salary >= 15000 THEN '富哥'WHEN salary >= 10000 THEN '潜力股'WHEN salary >= 8000 THEN '屌丝'ELSE '草根' END 'details',department_id
FROM employees;

SELECT employee_id, salary, CASE WHEN salary >= 15000 THEN '富哥'WHEN salary >= 10000 THEN '潜力股'WHEN salary >= 8000 THEN '屌丝'END 'details',department_id
FROM employees; 

SELECT employee_id, salary, department_id, CASE department_id WHEN 10 THEN salary * 1.1WHEN 20 THEN salary * 1.2WHEN 30 THEN salary * 1.3END "details"
FROM employees
WHERE department_id IN (10,20,30);

6. 加密与解密函数

加密与解密函数主要用于对数据库中的数据进行加密和解密处理，以防止数据被他人窃取。这些函数在保证数据库安全时非常有用。

函数	用法
PASSWORD(str)	返回字符串str的加密版本，41位长的字符串。加密结果不可逆，常用于用户的密码加密
MD5(str)	返回字符串str的md5加密后的值，也是一种加密方式。若参数为NULL，则会返回NULL
SHA(str)	从原明文密码str计算并返回加密后的密码字符串，当参数为NULL时，返回NULL。SHA加密算法比MD5更加安全。
ENCODE(value,password_seed)	返回使用password_seed作为加密密码加密value
DECODE(value,password_seed)	返回使用password_seed作为加密密码解密value

#PASSWORD()在mysql8.0中弃用
SELECT MD5('mysql'), MD5(NULL), SHA('mysql'), SHA(NULL);
#ENCODE()和DECODE()在mysql8.0中弃用

7. 获取MySQL信息函数

MySQL中内置了一些可以查询MySQL信息的函数，这些函数主要用于帮助数据库开发或运维人员更好地对数据库进行维护工作。

函数	用法
VERSION()	返回当前MySQL的版本号
CONNECTION_ID()	返回当前MySQL服务器的连接数
DATABASE()，SCHEMA()	返回MySQL命令行当前所在的数据库
USER()，CURRENT_USER()、SYSTEM_USER()，SESSION_USER()	返回当前连接MySQL的用户名，返回结果格式为“主机名@用户名”
CHARSET(value)	返回字符串value自变量的字符集
COLLATION(value)	返回字符串value的比较规则

SELECT VERSION(), CONNECTION_ID(), DATABASE(), SCHEMA(), USER(), CHARSET('尚硅谷'), COLLATION('尚硅谷');				      	

8. 其他函数

MySQL中有些函数无法对其进行具体的分类，但是这些函数在MySQL的开发和运维过程中也是不容忽视的。

函数	用法
FORMAT(value,n)	返回对数字value进行格式化后的结果数据。n表示四舍五入后保留到小数点后n位
CONV(value,from,to)	将value的值进行不同进制之间的转换
INET_ATON(ipvalue)	将以点分隔的IP地址转化为一个数字
INET_NTOA(value)	将数字形式的IP地址转化为以点分隔的IP地址
BENCHMARK(n,expr)	将表达式expr重复执行n次。用于测试MySQL处理expr表达式所耗费的时间
CONVERT(value USING char_code)	将value所使用的字符编码修改为char_code

SELECT FORMAT(645.456,3), FORMAT(645.456,2), FORMAT(645.456,1), FORMAT(645.456,0), FORMAT(645.456,-1), FORMAT(645.456,-2), FORMAT(645.456,-3);

SELECT CONV(16,10,2), CONV(8888,10,16), CONV(NULL,10,2);

SELECT INET_ATON('192.168.1.100'), INET_NTOA(3232235876);

SELECT BENCHMARK(10000000,MD5('mysql'));#看运行时间，不看返回结果，返回结果都是0，不懂为啥

SELECT CHARSET('atguigu'), CONVERT('atguigu' USING 'gbk'), CHARSET(CONVERT('atguigu' USING 'gbk'));