更新时间:2023-10-17 GMT+08:00

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 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、之前或之后就是界线清楚的。

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。用于时间安排的时间和日期范围是最清晰的例子;但是价格范围、一种仪器的量程等等也都有用。

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,你可以定义自己的范围类型,详见CREATE TYPE

例子

CREATE TABLE reservation (room int, during tsrange); 
INSERT INTO reservation VALUES (1108, '[2010-01-01 14:30, 2010-01-01 15:30)');  
-- 包含 
SELECT int4range(10, 20) @> 3;  
-- 判断是否重叠 
SELECT numrange(11.1, 22.2) && numrange(20.0, 30.0);  
-- 抽取上界 
SELECT upper(int8range(15, 25));  
-- 计算交集 
SELECT int4range(10, 20) * int4range(15, 25);  
-- 判断范围是否为空 
SELECT isempty(numrange(1, 5)); 

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。这些值之间的所有点都被包括在范围内。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,例如(,3]。 同样,如果范围的上界被忽略,那么所有比上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,例如,[,] 转换为 (,)。 你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 

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,因为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,你可以避免引用并且使用反斜线转义来保护所有数据字符,否则它们会被当做返回语法的一部分。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,并且包括 3 和 7 之间的所有点 
SELECT '[3,7)'::int4range;  
-- 既不包括 3 也不包括 7,但是包括之间的所有点 
SELECT '(3,7)'::int4range;  
-- 只包括单独一个点 4 
SELECT '[4,4]'::int4range;  
-- 不包括点(并且将被标准化为 '空') 
SELECT '[4,4)'::int4range; 

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。 
SELECT numrange(1.0, 14.0, '(]');  
-- 如果第三个参数被忽略,则假定为 '[)'。 
SELECT numrange(1.0, 14.0);  
-- 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(见下文)。 
SELECT int8range(1, 14, '(]');  
-- 为一个界限使用 NULL 导致范围在那一边是无界的。 
SELECT numrange(NULL, 2.2); 

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,最好认为它是连续的,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种清晰的“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习惯。

索引

可以为范围类型的表列创建 GiST 和 SP-GiST 索引。例如,要创建一个 GiST 索引:

CREATE INDEX reservation_idx ON reservation USING GIST (during); 

一个 GiST 或 SP-GiST 索引可以加速涉及以下范围操作符的查询: =、 &&、 <@、 @>、 <<、 >>、 -|-、 &<以及 &> (详见范围函数和操作符)。

此外,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。