理解 MySQL 中的數字型別

MySQL · 發表 2019-05-01 22:50:09

摘要： MySQL 中資料型別常用的就三大類：數字型別/numeric types 日期和時間/date and time types 字元型別/string (character and byte) types 另外還包含兩個沒那麼常用的大類： ...

MySQL 中資料型別常用的就三大類：

數字型別/numeric types
日期和時間/date and time types
字元型別/string (character and byte) types

另外還包含兩個沒那麼常用的大類：

特殊型別/spatial types
JSON

繼續之前，先來看一些單位上的約定和概念，

M ：根據具體不同的型別，其表示的意思不一樣，見下方關於這個引數的討論。
D 用於定點及浮點數，表示小數點後有多少位。最大可能取值為 30，但不應該超過 M-2。
fsp 適用於TIME ,DATETIME 及TIMESTAMP 。可理解秒後面的小數點位數。它應該是介於 0~6 之間的，0 表示沒有小數部分（fractin part）。預設為 0。
[] 方括號表示型別中可選的部分。

儲存字串時指定的型別VARCHAR(50) 中可接收一個數字作為長度，其實除了字串型別，數字型別也是可指定該引數的，比如INT(10) ，BIGINT(20) 。假設後續討論中這個引數使用字母M 來表示，即上面提到的。該引數被用在不同型別上時，其表示的意思不一樣。

對於整形，它表示展示寬度/display width 。
對於定點數（fixed point）或浮點數（floating point），表示能夠儲存的總位數，即精度。
對於字串，表示能夠儲存的字串長度。

展示寬度/Display Width

那麼什麼是展示寬度 。展示寬度這個引數具有迷惑性，它不像CHAR(M) 中有實際意義表示能夠儲存的字串長度，在數字型別中，它指數字展示時需要的寬度，是 MySQL 格式化時使用的。即INT(5) ，INT(15) ，INT(25) 能夠儲存的數字範圍都是INT 型別的範圍 -2147483648 ~ 2147483647。如果指定了ZEROFILL ，MySQL 在返回該數字時，對於實際位數小於展示寬度的數字，將自動在左邊補零。比如列的型別為INT(5) ，實際儲存了數字 5，返回時會得到00005 。對於沒有指定ZEROFILL 或實際儲存的位數大於指定的展示寬度，則不會自動補零，此時看上去沒有任何效果。

CREATE TABLE test_zero_fill 
( 
with_fillINT(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: 2Duplicates: 0Warnings: 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 ，該列將自動設定為UNSIGNED 型別。

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)

所以對於資料儲存層面來說，展示寬度其實沒什麼用途。如果真的需要格式化，程式中能夠請求 MySQL 的 meta 資訊以獲取到相應的展示寬度。

假如在 Node.js 中使用mysqljs/mysql 作為資料庫連線的模組，在執行請求時，其回撥中返回的fields 入參便包含了列相應的 meta 資訊。

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 資訊

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，在設計表時，應該關注使用哪種具體的資料型別能夠滿足資料儲存的需要，而不要被展示寬度所迷惑。

數字型別

數字型別分為有符號SIGNED 和無符號UNSIGNED 的情況，有符號即最前面有一位符呈位，可表示正負數。預設情況下為SIGNED 即有符號。

整型

MySQL 中支援標準的 SQL 整型，

INTEGER (INT)
SMALLINT

並且擴充套件了一些型別：

TINYINT
MEDIUMINT
BIGINT

以下是 MySQL 中支援的整型，及其對應所需儲存空間和取值範圍。

型別	空間 (位元組)	有符號時最小取值	有符號時最大取值	無符號時最大取值
TINYINT	1	-128	127	255
SMALLINT	2	-32768	32767	65535
MEDIUMINT	3	-8388608	8388607	16777215
INT	4	-2147483648	2147483647	4294967295
BIGINT	8	-2⁶³	2⁶³ -1	2⁶⁴ -1

具體到每種型別：

TINYINT[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL] ：微整型，取值範圍 -128 ~ 127，無符號情況下為 0 ~ 255。
BOOL, BOOLEAN ：效果等同TINYINT(1) ，0 表示 FALSE，其他非 0 值處理成 TRUE。其中關鍵字TRUE ，FALSE 真實代表的是數字 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。取值範圍 -32768 ~ 32767，無符號情況下為 0 ~ 65535。
MEDIUMINT[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL] ：中整型。取值範圍 -8388608 ~ 8388607，無符號情況下為 0 ~ 16777215。
INT[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL] : 整型。取值範圍 -2147483648 ~ 2147483647，無符號情況下為 -2147483648 ~ 2147483647。
INTEGER[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL] ：同INT 。
BIGINT[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL] ：大整型。取值範圍 -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807，無符號情況下為 0 ~ 18446744073709551615。

關於大整型，關鍵字SERIAL 等同於BIGINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT UNIQUE 。

還記得建立表時一般需要指定一個自增的整形 ID 欄位麼，

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

SERIAL 關鍵字其實是BIGINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT UNIQUE 的別名，所以下次建立表時可直接使用該關鍵字，會省事很多。

CREATE TABLE table_name (id SERIAL PRIMARY KEY)

如果你不想要 BIGINT，SERIAL DEFAULT VALUE 是NOT NULL AUTO_INCREMENT UNIQUE 的別名，那麼可以這樣來簡寫 ID 欄位：

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

定點型

DECIMAL[(M[,D])] [UNSIGNED] [ZEROFILL] 定點型數字，其中 M 表示總的位數（不包含正負號及小數點），D 表示小數位數。D 為 0 則表示沒有小數部分。M 最大取值 65，預設 10；D 最大支援到 30，預設 0。所有的算術運算（+ ，- ，* ，/ ）都基於 65 位的 DECIMAL。

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

定點型數字儲存精確的數字，用於準確性要求高的場合，比如涉及金錢。底層實現上，MySQL 使用二進位制形式儲存該型別的值。

通常的用法如下：

salary DECIMAL(5,2)

上面示例中，salary 為一個 5 位精度兩位小數的定點型。取值範圍 -999.99 ~ 999.99。

因為 D 預設時預設為 0，所以DECIMAL(M) 表示DECIMAL(M,0) ，現時，MySQL 中，M 預設時預設為 10，所以DECIMAL 表示DECIMAL(10,0) 。

當實際儲存的值其小數大於指定的位數時，其精度會自動轉換成所儲存的值的精度。

浮點型

區別於 DECIMAL，浮點型儲存的數字是個近似值。內部儲存時，MySQL 為單精度使用 4 位元組（bytes），雙精度使用 8 位元組。

浮點型包含以下這些型別：

FLOAT[(M,D)] [UNSIGNED] [ZEROFILL] ：小型的單精度浮點型。根據 IEEE 標準理論取值範圍 -3.402823466E+38 ~ -1.175494351E-38, 0, 1.175494351E-38 ~ 3.402823466E+38，實際的取值範圍因硬體和作業系統而異，會比理論值要小。
- M 表示總位數，D 表示小數位數。兩者省略的情況下，其值為硬體允許的最大值。比如FLOAT(7,4) 看起來會是這個樣子：-999.9999 。
- FLOAT[(M,D) 這種形式的型別不是標準的 SQL 型別，後續會廢棄掉。
FLOAT(p) [UNSIGNED] [ZEROFILL] ：是標準的 SQL 型別，p 表示精度。但 MySQL 中，根據 p 取值的不同，底層實際將其處理成別的型別。比如 0 ~ 24 時，當成 4 位元組單精度 FLOAT 型別來處理，25 ~ 53 時處理成 8 位元組雙精度的 DOUBLE 型別。
DOUBLE[(M,D)] [UNSIGNED] [ZEROFILL] ：雙精度浮點型。取值範圍 -1.7976931348623157E+308 ~ -2.2250738585072014E-308, 0, 2.2250738585072014E-308 ~ 1.7976931348623157E+308。同FLOAT(M,D) ，DOUBLE(M,D) 這種形式的雙精度型別也是非標準 SQL 型別，後續會廢棄。
DOUBLE PRECISION[(M,D)] [UNSIGNED] [ZEROFILL] ,REAL[(M,D)] [UNSIGNED] [ZEROFILL] ：DOUBLE 的別名。

所以實際使用時，為了最大限度的相容性，直接使用FLOAT ，DOUBLE ，PRECISION 而不要指定精度及小數。

BIT 型別

BIT[(M)] 型別用於儲存單個狀態值，M 表示包含幾位。預設為1，最大可取 64。

該型別的值可通過b'value' 的形式書寫，其中 value 部分以二進位制的形式呈現，比如 b'111' 和 b'10000000' 分別表示 7 和 128。更加詳細的資訊可參考9.1.5 Bit-Value Literals 。

如果賦值到該型別上的值小於 M 指定的位數，值左邊會補零，比如將 b'101' 儲存到型別為 BIT(6) 的列，實際會是 b'000101'。

儲存的值溢位的情況

將要儲存的值超出數字型別的範圍時，其表現跟當前設定的 SQL 模式有關。具體來說，

開啟 SQL 嚴格模式時，超出範圍的值會寫入失敗，MySQL 會中斷操作並且直接拋錯。
非嚴格模式下，MySQL 會將值裁剪到合適的大小進行寫入。即超出的情況下存成該型別能夠接收的最大值。

考察一個通過如下語句建立的表t1 ：

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

SQL 嚴格模式下，嘗試寫入一個超出範圍的值時拋錯：

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)

以下是非嚴格模式下進行裁剪儲存的情況：

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 |
+------+------+

上述表現同樣會出現在涉及到對列進行轉換修改的一些操作上，比如ALTER TABLE ，LOAD DATA ，UPDATE 以及使用INSERT 同時插入多行資料時。嚴格模式下會拋錯失敗，非嚴格模式下值會進行裁剪。但失敗的情況不盡相同，如果是事務型別的表，會整個全失敗，其他情況根據具體的值會部分成功，部分失敗。

進行數字計算時如果有溢位，也會拋錯，比如對於 BIGINT 其最大值為 9223372036854775807，因為 MySQL 中預設對數字型別是有符號型別，如下操作會拋錯，

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

對於上述情況，可顯式將被運算元進行型別轉換，轉成無符號的 BIGINT：

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

通過帶上小數後，轉成 DECIMAL 也能修正上面的錯誤，因為 DECIMAL 比整形要大，

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

兩數相減時，其中一個為無符號數，得出的結果預設為也為無符號。所以如果想減之後結果是負數，則會拋錯。

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)'

除非開啟了 NO_UNSIGNED_SUBTRACTION ：

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

總結

對於整型或浮點型，可指定AUTO_INCREMTN 屬性。指定該屬性性，將不能接收負值。同時CHECK 屬性與該屬性衝突，也不能同時使用。但對於 FLOAT 和 DOUBLE，AUTO_INCREMENT 屬性的支援將逐漸廢棄掉，實際使用時儘量避免。

對於需要精確數值的場合，使用 DECIMAL，比如涉及金錢的情況。

對於整形，展示寬度不是其儲存的值範圍，只用來格式化。

理解 MySQL 中的數字型別

展示寬度/Display Width

數字型別

整型

定點型

浮點型

BIT 型別

儲存的值溢位的情況

總結

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