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分类: Oracle

2009-11-25 20:02:50

关键字: oracle 基本数据类型
转载出处:http://hi.baidu.com/bianxq86/blog/item/782cb5167df00e00c83d6de7.html

Oracle基本数据类型存储格式浅析(一)——字符类型
发表人:yangtingkun | 发表时间: 2004年十二月09日, 23:47
前一阵看完文档,对oracle的基本数据类型的存储格式有了一些了解,最近有做了一些测试进行了验证。
打算整理总结一下,这一篇主要说明字符类型的存储格式。主要包括char、varchar2和long等几种类型。

SQL> create table test_char (char_col char(10), varchar_col varchar2(10), long_col long);
表已创建。
SQL> insert into test_char values ('abc', '123', ',fd');
已创建 1 行。
SQL> commit;
提交完成。
SQL> select rowid from test_char;
ROWID
------------------
AAAB3LAAFAAAAAgAAA
根据rowid的定义规则,第7~9位是表示的是数据文件,F表示5,而10~15位表示的是在这个数据文件中的第几个BLOCK,g表示32。(rowid编码相当于64进制。用A~Z a~z 0~9 + /共64个字符表示。A表示0,B表示1,……,a表示26,……,0表示52,……,+表示62,/表示63。)
我们根据计算的结果去dump这个block。
SQL> ALTER SYSTEM DUMP DATAFILE 5 BLOCK 32;
系统已更改。
打开产生的trace文件:
data_block_dump,data header at 0x3421064
===============
tsiz: 0x1f98
hsiz: 0x14
pbl: 0x03421064
bdba: 0x01400020
     76543210
flag=--------
ntab=1
nrow=1
frre=-1
fsbo=0x14
fseo=0x1f82
avsp=0x1f6e
tosp=0x1f6e
0xe:pti[0] nrow=1 offs=0
0x12:pri[0] offs=0x1f82
block_row_dump:
tab 0, row 0, @0x1f82
tl: 22 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 3
col 0: [10] 61 62 63 20 20 20 20 20 20 20
col 1: [ 3] 31 32 33
col 2: [ 3] 2c 66 64
end_of_block_dump
End dump data blocks tsn: 5 file#: 5 minblk 32 maxblk 32
观察dump出来的结果,可以发现以下几点:
1.对于每个字段,除了保存字段的值以外,还会保存当前字段中数据的长度。而且,oracle显然没有把字段的长度定义或类型定义保存在block中,这些信息保存在oracle的数据字典里面。
2. 根据dump的结果,可以清楚的看到,字符类型在数据库中是以ascii格式存储的。
SQL> select chr(to_number('61', 'xx')) from dual;
CH
--
a
3.char类型为定长格式,存储的时候会在字符串后面填补空格,而varchar2和long类型都是变长的。
SQL> SELECT DUMP(CHAR_COL, 16) D_CHAR FROM TEST_CHAR;
D_CHAR
-------------------------------------------------------------
Typ=96 Len=10: 61,62,63,20,20,20,20,20,20,20
SQL> SELECT DUMP(VARCHAR_COL, 16) D_VARCHAR2 FROM TEST_CHAR;
D_VARCHAR2
-------------------------------------------------------------
Typ=1 Len=3: 31,32,33
SQL> SELECT DUMP(LONG_COL, 16) D_VARCHAR2 FROM TEST_CHAR;
SELECT DUMP(LONG_COL, 16) D_VARCHAR2 FROM TEST_CHAR
            *
ERROR 位于第 1 行:
ORA-00997: 非法使用 LONG 数据类型
由于DUMP不支持LONG类型,因此我们使用了alter system dump block的方式,通过比较两种方式得到的结果,发现DUMP()函数不但方便,结果清晰,而且指出了进行DUMP的数据类型,在以后的例子中,除非必要的情况,否则都会采用DUMP()函数的方式进行说明。
下面看一下插入中文的情况,首先看一下数据库的字符集
SQL> select name, value$ from sys.props$ where name like '%CHARACTERSET%';
NAME                           VALUE$
------------------------------ ------------------------------
NLS_CHARACTERSET               ZHS16GBK
NLS_NCHAR_CHARACTERSET         AL16UTF16
SQL> insert into test_char values ('定长', '变长', null);
已创建 1 行。
SQL> SELECT DUMP(CHAR_COL, 16) D_CHAR FROM TEST_CHAR;
D_CHAR
----------------------------------------------------------------
Typ=96 Len=10: 61,62,63,20,20,20,20,20,20,20
Typ=96 Len=10: b6,a8,b3,a4,20,20,20,20,20,20
SQL> SELECT DUMP(VARCHAR_COL, 16) D_VARCHAR2 FROM TEST_CHAR;
D_VARCHAR2
----------------------------------------------------------------
Typ=1 Len=3: 31,32,33
Typ=1 Len=4: b1,e4,b3,a4
根据dump结果,可以清楚的看出,普通英文字符和标点用一个字节表示,而中文字符或中文标点需要两个字节来表示。
下面,对比一下nchar和nvarchar2与char、varchar2类型有什么不同。
SQL> create table test_nchar (nchar_col nchar(10), nvarchar_col nvarchar2(10));
表已创建。
SQL> insert into test_nchar values ('nchar定长', 'nvarchar变长');
已创建 1 行。
从这里已经可以看出一些不同了,如果按照刚才中文的计算方法,'nvarchar变长'的长度是8+2*2=12已经超过了数据类型定义的大小,可是为什么插入成功了?
还是dump一下看看结果吧。
SQL> select dump(nchar_col, 16) from test_nchar;
DUMP(NCHAR_COL,16)
--------------------------------------------------------------
Typ=96 Len=20: 0,6e,0,63,0,68,0,61,0,72,5b,9a,95,7f,0,20,0,20,0,20
SQL> select dump(nvarchar_col, 16) from test_nchar;
DUMP(NVARCHAR_COL,16)
--------------------------------------------------------------
Typ=1 Len=20: 0,6e,0,76,0,61,0,72,0,63,0,68,0,61,0,72,53,d8,95,7f
这下就明白了,虽然仍然是采用ascii码存储,但是nchar使用的AL16UTF16字符集,编码长度变为2个字节。这样中文使用两个字节,对于可以用一个字节就表示的英文字符,采用了高位补0的方式凑足2位,这样,对于采用AL16UTF16字符集的nchar类型,无论中文还是英文都用2位字符表示。因此'nvarchar变长'的长度是10,并没有超过数据类型的限制。
==============================================================
Oracle基本数据类型存储格式浅析(二)——数字类型
发表人:yangtingkun | 发表时间: 2004年十二月14日, 22:57
这篇文章主要描述NUMBER类型的数据和如何在数据库中存储的。
Oracle的NUMBER类型最多由三个部分构成,这三个部分分别是最高位表示位、数据部分、符号位。其中负数包含符号位,正数不会包括符号位。另外,数值0比较特殊,它只包含一个数值最高位表示位80,没有数据部分。
正数的最高位表示位大于80,负数的最高位表示位小于80。其中一个正数的最高位是个位的话,则最高位表示位为C1,百位、万位依次为C2、C3,百分位、万分为依次为C0、BF。一个负数的最高位为个位的话,最高位表示位为3E,百位、万位依次为3D、3C,百分位、万分位依次为3F、40。
数据部分每一位都表示2位数。这个两位数可能是从0到99,如果是数据本身是正数,则分别用二进制的1到64表示,如果数据本身是负数,则使用二进制65到2表示。
符号位用66表示。
上面的这些是我通过DUMP结果总结出来的,对于上面提到的这些关系常数,Oracle之所以这样选择是有道理的,我们后面根据例子也可以推导出来,而且会进一步说明为什么会采用这种方式表示。这里列出的意思是使大家先对NUMBER类型数据有一个大概的了解。
下面我们通过一个例子详细说明:

SQL> CREATE TABLE TEST_NUMBER (NUMBER_COL NUMBER);
表已创建。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (0);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (1);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (2);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (25);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (123);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (4100);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (132004078);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (2.01);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (0.3);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (0.00000125);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (115.200003);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (-1);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (-5);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (-20032);
已创建 1 行。
SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (-234.432);
已创建 1 行。
SQL> COMMIT;
提交完成。
SQL> COL D_NUMBER FORMAT A50
SQL> SELECT NUMBER_COL, DUMP(NUMBER_COL, 16) D_NUMBER FROM TEST_NUMBER;
NUMBER_COL D_NUMBER
---------- --------------------------------------------------
         0 Typ=2 Len=1: 80
         1 Typ=2 Len=2: c1,2
         2 Typ=2 Len=2: c1,3
        25 Typ=2 Len=2: c1,1a
       123 Typ=2 Len=3: c2,2,18
      4100 Typ=2 Len=2: c2,2a
132004078 Typ=2 Len=6: c5,2,21,1,29,4f
      2.01 Typ=2 Len=3: c1,3,2
        .3 Typ=2 Len=2: c0,1f
.00000125 Typ=2 Len=3: be,2,1a
115.200003 Typ=2 Len=6: c2,2,10,15,1,4
        -1 Typ=2 Len=3: 3e,64,66
        -5 Typ=2 Len=3: 3e,60,66
    -20032 Typ=2 Len=5: 3c,63,65,45,66
-234.432 Typ=2 Len=6: 3d,63,43,3a,51,66
已选择15行。

    下面根据例子得到的结果,对每行进行说明。首先说明两点基本的。DUMP函数返回的TYPE=2表示DUMP的数据类型是NUMBER,LENGTH=N表示数值在数据库中存储的长度是N。
1.DUMP(0)的结果是0x80,在前面已经提到,0只有高位表示位,没有数据位。由于0的特殊,既不属于正数,也不属于负数,因此使用高位表示位用80表示就足够了,不会和其它数据冲突,Oracle出于节省空间的考虑将后面数据部分省掉了。但是为什么Oracle选择0x80表示0呢?我们知道正数和负数互为相反数,每个正数都有一个对应的负数。因此如果我们要使用编码表示数值,则表示正数和负数的编码应该各占一半,这样才能保证使Oracle表示数据范围是合理的。而0x80的二进制编码是1000 0000,正好是一个字节编码最大值的一半,因此,Oracle选择0x80来表示0,是十分有道理的。
2.DUMP(1)的结果是0xc102,0xc1表示了最高位个位,0x2表示数值是1。首先,Oracle为什么用C1表示个位呢?其实,道理和刚才的差不多。采用科学计数法,任何一个实数S都可以描述为A.B×10n,A表示整数部分,B表示小数部分,而N表示10的指数部分。当S大于1时,N大于等于0,S小于1时,N小于0。也就是说,采用指数的方式表示,N大于0和N小于0的情况各占一半左右时,Oracle所表示的范围最广。因此,Oracle选择了C1表示个位是最高位的情况。
SQL> SELECT TO_CHAR(ROUND(TO_NUMBER('81', 'XXX') + (TO_NUMBER('FF', 'XXX') - TO_NUMBER('81', 'XXX') + 1)/2), 'XX') FROM DUAL;
TO_
---
C1

为什么ORACLE使用0x2表示1,而不直接使用0x1表示1呢?Oracle每个字节表示2位数,因此对于这个2位数,出现的可能是0~99共100种可能,问题出在0这里。Oracle底层是用C语言实现的,我们知道二进制0在C语言中用作字符串终结符,Oracle为了避免这个问题,因此使用了0x1表示0,并依次类推,使用0x64表示99。
3.DUMP(2)的结果是0xc103。
4.DUMP(25)的结果是0xc11a。前面提到,数据部分是以2位为最小单位保存的。因此对于25来说,最高位表示位仍然是个位,个位上的值是25,根据上面推出的规则,25在存储为0xc11a。
SQL> SELECT TO_CHAR(25 + 1, 'xx') FROM DUAL;
TO_
---
1a

5.DUMP(123)的结果是0xc20218。由于123最高为是百位,所以最高位表示位为0xc2,百位上是1,用0x02表示,个位上是23,用0x18表示。
6.DUMP(4100)的结果是0xc22a。
注意一点,如果数字最后数位上如果是0,Oracle出于节省空间的考虑不会存储。比如:4100只保存百位上的41,12000000只保存百位位上的12,512000只保存万位上的51和百位上的20。
7.DUMP(132004078)的结果是0xc5022101294f。最高位是亿位,因此用0xC5表示,亿位上是1用0x02表示,百位位上是32用0x21表示,万位上是0用0x01表示,百位上是40用0x29表示,个位上78用0x4F表示。
注意:中间数位上的0不能省略。
8.DUMP(2.01)的结果是0xc10302。最高位是个位用0xC1表示,个位上是2用0x03表示,百分位上是1用0x02表示。
注意:个位下面一位是百分位不是十分位。
9.DUMP(0.3)的结果是0xc01f。最高位是百分位,使用0xC0表示,百分位上是30用0x1F表示。
10.DUMP(0.00000125)的结果是0xbe021a。最高位是百万分位,用0xBE表示,最高位上的1用0x02表示,25用0x1a表示。
11.DUMP(115.200003)的结果是0xc20210150104。
12.DUMP(-1)的结果是0x3e6466。最高位个位,用0x3E表示,64表示个位上是1,66是符号位,表示这个数是负数。
负数和正数互为相反数,负数的最高位表示位和它对应的相反数的最高位相加的值是FF。1的最高位表示位是C1,-1的最高位表示位是3E。负数中1用64表示。负数中的数值和它相反数的数据相加是0x66,也就是符号位。正数1用0x02表示,负数1用0x64表示,二者相加是0x66。负数多个一个标识位,用0x66表示。由于正数的表示范围是0x01到0x64,负数的表示范围是0x65到0x02。因此,不会在表示数字时出现的0x66表示。
13.DUMP(-5)的结果是0x3e6066。0x3e表示最高位是个位,0x60表示个位上是5,0x66是符号标识位。0x3E加0xC1是0xFF。0x60加0x06的结果是0x66。
14.DUMP(-20032)的结果是0x3c63654566。最高位是万位,正数的万位是0xC3,因此负数的万位是0x3C。万位上是2,正数用0x03表示,负数为0x63,百位上是0,正数用0x01表示,负数使用0x65表示,个位上是32,正数用0x21表示,负数使用0x45表示。0x66是负数表示位。
15.DUMP(-234.432)的结果是0x3d63433a5166。

根据Oracle的存储特性,还可以推出Oracle的number类型的取值范围。
Oracle的concept上是这样描述的:
The following numbers can be stored in a NUMBER column:
Positive numbers in the range 1 x 10-130 to 9.99...9 x 10125 with up to 38 significant digits.
Negative numbers from -1 x 10-130 to 9.99...99 x 10125 with up to 38 significant digits.
Zero.
下面来推导出取值范围。
来看符号位,0xC1表示个位。
SQL> select to_number('ff', 'xxx') - to_number('c1', 'xxx') from dual;
TO_NUMBER('FF','XXX')-TO_NUMBER('C1','XXX')
-------------------------------------------
                                         62
由于Oracle是两位、两位存储的,因此最高位相当于62×2=124,而且最高位上最大值是99,因此正数的最大值为9.999……×10125。
SQL> select to_number('c1', 'xxx') - to_number('80', 'xxx') from dual;
TO_NUMBER('C1','XXX')-TO_NUMBER('80','XXX')
-------------------------------------------
                                         65
最高位相当于65×2=130,因此正数的最小值为1×10-130。
负数和正数在各使用了一半的编码,因此具有相同的极值范围。
==============================================================
Oracle基本数据类型存储格式浅析(三)——日期类型(一)
发表人:yangtingkun | 发表时间: 2004年十二月15日, 14:00
这篇文章描述DATE类型的数据在Oracle中是以何种格式存放的。
下面通过一个例子进行说明。

SQL> create table test_date (date_col date);
表已创建。
SQL> insert into test_date values (to_date('2000-1-1 0:0:0', 'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_date values (to_date('1-1-1 0:0:0', 'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_date values (to_date('-1-1-1 0:0:0', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_date values (to_date('-101-1-1 0:0:0', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_date values (to_date('-4712-1-1 0:0:0', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_date values (to_date('9999-12-31 23:59:59', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_date values (sysdate);
已创建 1 行。
SQL> insert into test_date values (to_date('-4713-1-1 0:0:0', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss'));
insert into test_date values (to_date('-4713-1-1 0:0:0', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss'))
                                      *
ERROR 位于第 1 行:
ORA-01841: (全)年度值必须介于 -4713 和 +9999 之间,且不为 0
SQL> insert into test_date values (to_date('0000-1-1 0:0:0', 'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'));
insert into test_date values (to_date('0000-1-1 0:0:0', 'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'))
                                      *
ERROR 位于第 1 行:
ORA-01841: (全)年度值必须介于 -4713 和 +9999 之间,且不为 0
SQL> col dump_date format a80
SQL> select to_char(date_col, 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss'), dump(date_col) dump_date from test_date;
TO_CHAR(DATE_COL,'SY DUMP_DATE
-------------------- ---------------------------------------
2000-01-01 00:00:00 Typ=12 Len=7: 120,100,1,1,1,1,1
0001-01-01 00:00:00 Typ=12 Len=7: 100,101,1,1,1,1,1
-0001-01-01 00:00:00 Typ=12 Len=7: 100,99,1,1,1,1,1
-0101-01-01 00:00:00 Typ=12 Len=7: 99,99,1,1,1,1,1
-4712-01-01 00:00:00 Typ=12 Len=7: 53,88,1,1,1,1,1
9999-12-31 23:59:59 Typ=12 Len=7: 199,199,12,31,24,60,60
2004-12-15 13:56:19 Typ=12 Len=7: 120,104,12,15,14,57,20
已选择7行。

通过最后两条语句已经可以看出Oracle的DATE类型的取值范围是公元前4712年1月1日至公元9999年12月31日。而且根据日期的特定,要不然是公元1年,要不然是公元前1年,不会出现0年的情况。
日期类型长度是7,7个字节分别表示世纪、年、月、日、时、分和秒。
由于不会出现0的情况,月和日都是按照原值存储的,月的范围是1~12,日的范围是1~31。
由于时、分、秒都会出现0的情况,因此存储时采用原值加1的方式。0时保存为1,13时保存为14,23时保存为24。分和秒的情况与小时类似。小时的范围是0~23,在数据库中以1~24保存。分和秒的范围都是0~59,在数据库中以1~60保存。
年和世纪的情况相对比较复杂,可分为公元前和公元后两种情况。由于最小的世纪的值是-47(公元前4712年),最大值是99(公元9999年)。为了避免负数的产生,oracle把世纪加100保存在数据库中。公元2000年,世纪保存为120,公元9999年,世纪保存为199,公元前101年,世纪保存为99(100+(-1)),公元前4712年,世纪保存为53(100+(-47))。
注意,对于公元前1年,虽然已经是公元前了,但是表示世纪的前两位的值仍然是0,因此,这时的保存的世纪的值仍然是100。世纪的范围是-47~99,保存的值是53~199。
年的保存与世纪的保存方式类似,也把年的值加上100进行保存。对于公元2000年,年保持为100,公元1年保存为101,公元2004年保存为104,公元9999年保存为199,公元前1年,保存为99(100+(-1)),公元前101年,保存为99(100+(-1)),公元前4712年保存为88(100+(-12))。对于公元前的年,保存的值总是小于等于100,对于公元后的年,保存的值总是大于等于100。年的范围是0~99,保存的值是1~199。
注意:一般的世纪,都包含了100年,而对于0世纪,由于包含公元前和公元后两部分且不包含0年,因此包含了198年。
==============================================================
Oracle基本数据类型存储格式浅析(三)——日期类型(二)
发表人:yangtingkun | 发表时间: 2004年十二月16日, 18:03
这篇文章描述TIMESTAMP类型的数据在Oracle中是以何种格式存放的。
下面通过一个例子进行说明。

SQL> create table test_time (col_time timestamp);
表已创建。
SQL> insert into test_time values (to_timestamp('0001-1-1 0:0:0.0', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss.ff'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_time values (to_timestamp('2000-1-1 0:0:0.0', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss.ff'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_time values (to_timestamp('9999-12-31 23:59:59.999999', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss.ff'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_time values (to_timestamp('-0001-1-1 0:0:0.0', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss.ff'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_time values (to_timestamp('-0100-3-4 13:2:3.234015', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss.ff'));
已创建 1 行。
SQL> insert into test_time values (systimestamp);
已创建 1 行。
SQL> insert into test_time values (to_timestamp('2000-1-1 0:0:0.123456789', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss.ff9'));
已创建 1 行。
SQL> commit;
提交完成。
SQL> select to_char(col_time, 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss.ff9') time, dump(col_time) dump_time
2 from test_time;
TIME                           DUMP_TIME
------------------------------ ----------------------------------------------------
0001-01-01 00:00:00.000000000 Typ=180 Len=7: 100,101,1,1,1,1,1
2000-01-01 00:00:00.000000000 Typ=180 Len=7: 120,100,1,1,1,1,1
9999-12-31 23:59:59.999999000 Typ=180 Len=11: 199,199,12,31,24,60,60,59,154,198,24
-0001-01-01 00:00:00.000000000 Typ=180 Len=7: 100,99,1,1,1,1,1
-0100-03-04 13:02:03.234015000 Typ=180 Len=11: 99,100,3,4,14,3,4,13,242,201,24
2004-12-15 16:14:52.738000000 Typ=180 Len=11: 120,104,12,15,17,15,53,43,252,252,128
2000-01-01 00:00:00.123457000 Typ=180 Len=11: 120,100,1,1,1,1,1,7,91,205,232
已选择7行。
与DATE类型对比可以发现,对于TIMESTAMP类型,如果不包含微秒信息或者微秒值为0,那么存储结果和DATE完全相同。当微秒值为0时,Oracle为了节省空间,不会保存微秒信息。
如果毫秒值不为0,Oracle把微秒值当作一个9位数的数字来保存。
比如999999000,保存为59,154,198,24。234015000保存为13,242,201,24。
SQL> select to_char(999999000, 'xxxxxxxxxx') from dual;
TO_CHAR(999
-----------
   3b9ac618
SQL> select to_number('3b', 'xxx') one, to_number('9a', 'xxx') two,
2 to_number('c6', 'xxx') three, to_number('18', 'xxx') four from dual;
       ONE        TWO      THREE       FOUR
---------- ---------- ---------- ----------
        59        154        198         24
SQL> select to_char(234015000, 'xxxxxxxx') from dual;
TO_CHAR(2
---------
df2c918
SQL> select to_number('d', 'xxx') one, to_number('f2', 'xxx') two,
2 to_number('c9', 'xxx') three, to_number('18', 'xxx') four from dual;
       ONE        TWO      THREE       FOUR
---------- ---------- ---------- ----------
        13        242        201         24

另外,注意一点,不指定精度的情况下,TIMESTAMP默认取6位。长度超过6位,会四舍五入到6位。如果希望保存9位的TIMESTAMP,必须明确指定精度。
SQL> alter table test_time modify (col_time timestamp(9));
表已更改。
SQL> insert into test_time values (to_timestamp('2000-1-1 0:0:0.123456789', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss.ff9'));
已创建 1 行。
SQL> select to_char(col_time, 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss.ff9') time, dump(col_time) dump_time
2 from test_time;
TIME                           DUMP_TIME
------------------------------ ---------------------------------------------------
0001-01-01 00:00:00.000000000 Typ=180 Len=7: 100,101,1,1,1,1,1
2000-01-01 00:00:00.000000000 Typ=180 Len=7: 120,100,1,1,1,1,1
9999-12-31 23:59:59.999999000 Typ=180 Len=11: 199,199,12,31,24,60,60,59,154,198,24
-0001-01-01 00:00:00.000000000 Typ=180 Len=7: 100,99,1,1,1,1,1
-0100-03-04 13:02:03.234015000 Typ=180 Len=11: 99,100,3,4,14,3,4,13,242,201,24
2004-12-15 16:14:52.738000000 Typ=180 Len=11: 120,104,12,15,17,15,53,43,252,252,128
2000-01-01 00:00:00.123457000 Typ=180 Len=11: 120,100,1,1,1,1,1,7,91,205,232
2000-01-01 00:00:00.123456789 Typ=180 Len=11: 120,100,1,1,1,1,1,7,91,205,21
已选择8行。
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Oracle基本数据类型存储格式浅析(二)——数字类型

这篇文章主要描述NUMBER类型的数据和如何在数据库中存储的。


Oracle的NUMBER类型最多由三个部分构成,这三个部分分别是最高位表示位、数据部分、符号位。其中负数包含符号位,正数不会包括符号位。另外,数值0比较特殊,它只包含一个数值最高位表示位80,没有数据部分。


正数的最高位表示位大于80,负数的最高位表示位小于80。其中一个正数的最高位是个位的话,则最高位表示位为C1,百位、万位依次为C2、C3,百分 位、万分为依次为C0、BF。一个负数的最高位为个位的话,最高位表示位为3E,百位、万位依次为3D、3C,百分位、万分位依次为3F、40。


数据部分每一位都表示2位数。这个两位数可能是从0到99,如果是数据本身是正数,则分别用二进制的1到64表示,如果数据本身是负数,则使用二进制65到2表示。


符号位用66表示。


上面的这些是我通过DUMP结果总结出来的,对于上面提到的这些关系常数,Oracle之所以这样选择是有道理的,我们后面根据例子也可以推导出来,而且会进一步说明为什么会采用这种方式表示。这里列出的意思是使大家先对NUMBER类型数据有一个大概的了解。


下面我们通过一个例子详细说明:








SQL> CREATE TABLE TEST_NUMBER (NUMBER_COL NUMBER);


表已创建。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (0);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (1);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (2);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (25);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (123);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (4100);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (132004078);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (2.01);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (0.3);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (0.00000125);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (115.200003);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (-1);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (-5);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (-20032);


已创建 1 行。


SQL> INSERT INTO TEST_NUMBER VALUES (-234.432);


已创建 1 行。


SQL> COMMIT;


提交完成。


SQL> COL D_NUMBER FORMAT A50
SQL> SELECT NUMBER_COL, DUMP(NUMBER_COL, 16) D_NUMBER FROM TEST_NUMBER;


NUMBER_COL D_NUMBER
---------- --------------------------------------------------
0 Typ=2 Len=1: 80
1 Typ=2 Len=2: c1,2
2 Typ=2 Len=2: c1,3
25 Typ=2 Len=2: c1,1a
123 Typ=2 Len=3: c2,2,18
4100 Typ=2 Len=2: c2,2a
132004078 Typ=2 Len=6: c5,2,21,1,29,4f
2.01 Typ=2 Len=3: c1,3,2
.3 Typ=2 Len=2: c0,1f
.00000125 Typ=2 Len=3: be,2,1a
115.200003 Typ=2 Len=6: c2,2,10,15,1,4
-1 Typ=2 Len=3: 3e,64,66
-5 Typ=2 Len=3: 3e,60,66
-20032 Typ=2 Len=5: 3c,63,65,45,66
-234.432 Typ=2 Len=6: 3d,63,43,3a,51,66


已选择15行。





下面根据例子得到的结果,对每行进行说明。首先说明两点基本的。DUMP函数返回的TYPE=2表示DUMP的数据类型是NUMBER,LENGTH=N表示数值在数据库中存储的长度是N。


1.DUMP(0)的结果是0x80,在前面已经提到,0只有高位表示位,没有数据位。由于0的特殊,既不属于正数,也不属于负数,因此使用高位表示位用 80表示就足够了,不会和其它数据冲突,Oracle出于节省空间的考虑将后面数据部分省掉了。但是为什么Oracle选择0x80表示0呢?我们知道正 数和负数互为相反数,每个正数都有一个对应的负数。因此如果我们要使用编码表示数值,则表示正数和负数的编码应该各占一半,这样才能保证使Oracle表 示数据范围是合理的。而0x80的二进制编码是1000 0000,正好是一个字节编码最大值的一半,因此,Oracle选择0x80来表示0,是十分有道理的。


2.DUMP(1)的结果是0xc102,0xc1表示了最高位个位,0x2表示数值是1。首先,Oracle为什么用C1表示个位呢?其实,道理和刚才 的差不多。采用科学计数法,任何一个实数S都可以描述为A.B×10n,A表示整数部分,B表示小数部分,而N表示10的指数部分。当S大于1时,N大于 等于0,S小于1时,N小于0。也就是说,采用指数的方式表示,N大于0和N小于0的情况各占一半左右时,Oracle所表示的范围最广。因此, Oracle选择了C1表示个位是最高位的情况。


SQL> SELECT TO_CHAR(ROUND(TO_NUMBER('81', 'XXX') + (TO_NUMBER('FF', 'XXX') - TO_NUMBER('81', 'XXX') + 1)/2), 'XX') FROM DUAL;




TO_
---
C1





为什么ORACLE使用0x2表示1,而不直接使用0x1表示1呢?Oracle每个字节表示2位数,因此对于这个2位数,出现的可能是0~99共100 种可能,问题出在0这里。Oracle底层是用C语言实现的,我们知道二进制0在C语言中用作字符串终结符,Oracle为了避免这个问题,因此使用了 0x1表示0,并依次类推,使用0x64表示99。


3.DUMP(2)的结果是0xc103。


4.DUMP(25)的结果是0xc11a。前面提到,数据部分是以2位为最小单位保存的。因此对于25来说,最高位表示位仍然是个位,个位上的值是25,根据上面推出的规则,25在存储为0xc11a。


SQL> SELECT TO_CHAR(25 + 1, 'xx') FROM DUAL;




TO_
---
1a





5.DUMP(123)的结果是0xc20218。由于123最高为是百位,所以最高位表示位为0xc2,百位上是1,用0x02表示,个位上是23,用0x18表示。


6.DUMP(4100)的结果是0xc22a。


注意一点,如果数字最后数位上如果是0,Oracle出于节省空间的考虑不会存储。比如:4100只保存百位上的41,12000000只保存百位位上的12,512000只保存万位上的51和百位上的20。


7.DUMP(132004078)的结果是0xc5022101294f。最高位是亿位,因此用0xC5表示,亿位上是1用0x02表示,百位位上是32用0x21表示,万位上是0用0x01表示,百位上是40用0x29表示,个位上78用0x4F表示。


注意:中间数位上的0不能省略。


8.DUMP(2.01)的结果是0xc10302。最高位是个位用0xC1表示,个位上是2用0x03表示,百分位上是1用0x02表示。


注意:个位下面一位是百分位不是十分位。


9.DUMP(0.3)的结果是0xc01f。最高位是百分位,使用0xC0表示,百分位上是30用0x1F表示。


10.DUMP(0.00000125)的结果是0xbe021a。最高位是百万分位,用0xBE表示,最高位上的1用0x02表示,25用0x1a表示。


11.DUMP(115.200003)的结果是0xc20210150104。


12.DUMP(-1)的结果是0x3e6466。最高位个位,用0x3E表示,64表示个位上是1,66是符号位,表示这个数是负数。


负数和正数互为相反数,负数的最高位表示位和它对应的相反数的最高位相加的值是FF。1的最高位表示位是C1,-1的最高位表示位是3E。负数中1用64 表示。负数中的数值和它相反数的数据相加是0x66,也就是符号位。正数1用0x02表示,负数1用0x64表示,二者相加是0x66。负数多个一个标识 位,用0x66表示。由于正数的表示范围是0x01到0x64,负数的表示范围是0x65到0x02。因此,不会在表示数字时出现的0x66表示。


13.DUMP(-5)的结果是0x3e6066。0x3e表示最高位是个位,0x60表示个位上是5,0x66是符号标识位。0x3E加0xC1是0xFF。0x60加0x06的结果是0x66。


14.DUMP(-20032)的结果是0x3c63654566。最高位是万位,正数的万位是0xC3,因此负数的万位是0x3C。万位上是2,正数用 0x03表示,负数为0x63,百位上是0,正数用0x01表示,负数使用0x65表示,个位上是32,正数用0x21表示,负数使用0x45表示。 0x66是负数表示位。


15.DUMP(-234.432)的结果是0x3d63433a5166。





根据Oracle的存储特性,还可以推出Oracle的number类型的取值范围。


Oracle的concept上是这样描述的:


The following numbers can be stored in a NUMBER column:


Positive numbers in the range 1 x 10^-130 to 9.99...9 x 10^125 with up to 38 significant digits.


Negative numbers from -1 x 10^-130 to 9.99...99 x 10^125 with up to 38 significant digits.


Zero.


下面来推导出取值范围。


来看符号位,0xC1表示个位。


SQL> select to_number('ff', 'xxx') - to_number('c1', 'xxx') from dual;


TO_NUMBER('FF','XXX')-TO_NUMBER('C1','XXX')
-------------------------------------------
62


由于Oracle是两位、两位存储的,因此最高位相当于62×2=124,而且最高位上最大值是99,因此正数的最大值为9.999……×10^125。


SQL> select to_number('c1', 'xxx') - to_number('80', 'xxx') from dual;


TO_NUMBER('C1','XXX')-TO_NUMBER('80','XXX')
-------------------------------------------
65


最高位相当于65×2=130,因此正数的最小值为1×10^-130。


负数和正数在各使用了一半的编码,因此具有相同的极值范围。

出自:http://blog.itpub.net/post/468/9445

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