范围类型
范围类型是表达某种元素类型(称为范围的subtype)的一个值的范围的数据类型。例如,timestamp的范围可以被用来表达一个会议室被保留的时间范围。在这种情况下,数据类型是tsrange(“timestamp range”的简写),而timestamp是其subtype。subtype必须具有一种总体的顺序,这样对于元素值是在一个范围值之内、之前还是之后就已经是明确的了。
范围类型非常有用,因为它们可以表达一种单一范围值中的多个元素值,并且可以很清晰地表达诸如范围重叠等概念,如用于时间安排的时间和日期范围,以及价格范围、仪器的量程等场景都是可以表示的。
内建范围类型
有下列内建范围类型:
- int4range — integer的范围
- int8range — bigint的范围
- numrange — numeric的范围
- tsrange — 不带时区的 timestamp的范围
- tstzrange — 带时区的 timestamp的范围
- daterange — date的范围
此外,用户可以定义自己的范围类型,详见CREATE TYPE。
例子
--创建表格并插入数据。 openGauss=# CREATE TABLE reservation (room int, during tsrange); openGauss=# INSERT INTO reservation VALUES (1108, '[2010-01-01 14:30, 2010-01-01 15:30)'); -- 包含。 openGauss=# SELECT int4range(10, 20) @> 3; ?column? ---------- f (1 row) --判断是否重叠。 openGauss=# SELECT numrange(11.1, 22.2) && numrange(20.0, 30.0); ?column? ---------- t (1 row) --抽取上界。 openGauss=# SELECT upper(int8range(15, 25)); upper ------- 25 (1 row) --计算交集。 openGauss=# SELECT int4range(10, 20) * int4range(15, 25); ?column? ---------- [15,20) (1 row) --判断范围是否为空。 openGauss=# SELECT isempty(numrange(1, 5)); isempty --------- f (1 row) --删除表格。 openGauss=# DROP TABLE reservation;
范围类型上的操作符和函数的完整列表可见范围函数和操作符。
包含和排除边界
每一个非空范围都有两个界限,下界和上界。上下界之间的所有值都被包括在范围内。一个包含界限意味着边界点本身也被包括在范围内,而一个排除边界意味着边界点不被包括在范围内。
在一个范围的文本形式中,一个包含下界被表达为“[”而一个排除下界被表达为“(”。同样,一个包含上界被表达为“]”而一个排除上界被表达为“)”(详见范围输入/输出)。
函数lower_inc和upper_inc分别测试一个范围值的上下界。
无限(无界)范围
一个范围的下界可以被忽略,意味着所有小于上界的值都被包括在范围中。 同样,如果范围的上界被忽略,那么所有比下界大的值都被包括在范围中。如果上下界都被忽略,该元素类型的所有值都被认为在该范围中。 规定缺失的包括界限自动转换为排除。 用户可以认为这些缺失值为 +/- 无穷大,但它们是特殊范围类型值,并且被视为超出任何范围元素类型的 +/- 无穷大值。
具有“infinity”概念的元素类型可以用它们作为显式边界值。 例如,在时间戳范围,[today,infinity) 不包括特殊的 timestamp 值 infinity,尽管 [today,infinity] 包括它,就好比 [today,) 和 [today,]。
函数lower_inf和upper_inf分别测试一个范围的无限上下界。
范围输入/输出
一个范围值的输入必须遵循下列模式之一:
(lower-bound,upper-bound) (lower-bound,upper-bound] [lower-bound,upper-bound) [lower-bound,upper-bound] empty
一个范围值的输出必须遵循下列模式之一:
[lower-bound,upper-bound) empty
圆括号或方括号指示上下界是否为排除的或者包含的。注意最后一个模式是empty,它表示一个空范围(一个不包含点的范围)。
lower-bound可以是作为 subtype 的合法输入的一个字符串,或者是空表示没有下界。同样,upper-bound可以是作为 subtype 的合法输入的一个字符串,或者是空表示没有上界。
每个界限值可以使用"(双引号)字符引用。如果界限值包含圆括号、方括号、逗号、双引号或反斜线时,这样做是必须的,否则那些字符会被认作范围语法的一部分。要把一个双引号或反斜线放在一个被引用的界限值中,就在它前面放一个反斜线(还有,在一个双引号引用的界限值中的一对双引号表示一个双引号字符,这与 SQL 字符串中的单引号规则类似)。此外,用户可以避免引用或者使用反斜线转义来保护所有数据字符,否则它们会被当做范围语法的一部分。还有,要写一个是空字符串的界限值,则可以写成"",因为什么都不写表示一个无限界限。
范围值前后允许有空格,但是圆括号或方括号之间的任何空格会被当做上下界值的一部分(取决于元素类型,它可能是也可能不是有意义的)。
例子:
--包括3,不包括7之间的所有点。 openGauss=# SELECT '[3,7)'::int4range; int4range ----------- [3,7) (1 row) --既不包括3也不包括7之间的所有点。 openGauss=# SELECT '(3,7)'::int4range; int4range ----------- [4,7) (1 row) --只包括单独一个点4。 openGauss=# SELECT '[4,4]'::int4range; int4range ----------- [4,5) (1 row) --不包括点(并且将被标准化为 '空')。 openGauss=# SELECT '[4,4)'::int4range; int4range ----------- empty (1 row)
构造范围
每一种范围类型都有一个与其同名的构造器函数。使用构造器函数常常比写一个范围文字常数更方便,因为它避免了对界限值的额外引用。构造器函数接受两个或三个参数。两个参数的形式以标准的形式构造一个范围(下界是包含的,上界是排除的),而三个参数的形式按照第三个参数指定的界限形式构造一个范围。第三个参数必须是下列字符串之一: “()”、 “(]”、 “[)”或者 “[]”。 例如:
--完整形式是:下界、上界以及指示界限包含性/排除性的文本参数。 openGauss=# SELECT numrange(1.0, 14.0, '(]'); numrange ------------ (1.0,14.0] (1 row) --如果第三个参数被忽略,则假定为 '[)'。 openGauss=# SELECT numrange(1.0, 14.0); numrange ------------ [1.0,14.0) (1 row) --尽管这里指定了 '(]',显示时该值将被转换成标准形式,因为int8range是一种离散范围类型。 openGauss=# SELECT int8range(1, 14, '(]'); int8range ----------- [2,15) (1 row) --为一个界限使用NULL导致范围在那一边是无界的。 openGauss=# SELECT numrange(NULL, 2.2); numrange ---------- (,2.2) (1 row)
离散范围类型
一种范围的元素类型具有一个良定义的“步长”,例如integer或date。在这些类型中,如果两个元素之间没有合法值,它们可以被说成是相邻。这与连续范围相反,连续范围中总是(或者几乎总是)可以在两个给定值之间标识其他元素值。例如,numeric类型之上的一个范围就是连续的,timestamp上的范围也是(尽管timestamp具有有限的精度,并且在理论上可以被当做离散的,但是可以认为它是连续的,因为通常并不关心它的步长)。
另一种考虑离散范围类型的方法是对每一个元素值都有一个清晰的“下一个”或“上一个”值。了解了这种思想之后,通过选择原来给定的下一个或上一个元素值来取代它,就可以在一个范围界限的包含和排除表达之间转换。例如,在一个整数范围类型中,[4,8]和(3,9)表示相同的值集合,但是对于 numeric 上的范围就不是这样。
一个离散范围类型应该具有一个正规化函数,它知道元素类型期望的步长。正规化函数负责把范围类型的相等值转换成具有相同的表达,特别是与包含或者排除界限一致。如果没有指定一个正规化函数,那么具有不同格式的范围将总是会被当作不等,即使它们实际上是表达相同的一组值。
内建的范围类型int4range、int8range和daterange都使用一种正规的形式,该形式包括下界并且排除上界,也就是[)。不过,用户定义的范围类型可以使用其他形式。
索引
B-树和哈希索引可以在范围类型的表列上创建。对于这些索引类型,基本上唯一有用的范围操作就是等值。使用相应的< 和 >操作符,对于范围值定义有一种 B-树排序顺序,但是该顺序相当任意并且在真实世界中通常不怎么有用。范围类型的 B-树和哈希支持主要是为了允许在查询内部进行排序和哈希,而不是创建真正的索引。