【重学 MySQL】二十九、函数的理解

什么是函数

函数（Function）在数学、计算机科学、物理学等多个领域中都是一个核心概念。在更广泛的意义上，函数可以被看作是一种特殊的关系，它描述了两个集合（通常称为定义域和值域）之间的元素如何对应。然而，在具体到编程语言（如MySQL、Python、Java等）或数学中时，函数的定义和应用可能会有些差异，但核心思想保持一致。

在计算机科学中，特别是在编程语言中，函数通常被定义为一个具有特定名称的代码块，它执行一个特定的任务或计算，并可能接受一个或多个输入（称为参数或自变量），然后返回一个结果（称为返回值）。如果函数不返回任何值，则它可能被视为返回特殊类型的值（如void或None，具体取决于编程语言）。

函数的主要特点和优势包括：

1. 封装性：函数将相关的代码封装在一起，隐藏了实现的细节，只对外提供必要的接口（即参数和返回值）。

2. 重用性：一旦编写了函数，就可以在程序的其他部分多次调用它，而无需重复编写相同的代码。

3. 模块化：通过将复杂的程序分解为多个较小的、可管理的函数，可以使代码更加模块化和易于理解。

4. 抽象性：函数允许我们在较高的抽象层次上思考问题，而不必深入到实现的细节中。

在MySQL中，函数是一种特殊类型的存储过程，它不接受用户定义的输入参数（尽管它们可能接受其他类型的参数，如内置函数中的列值），并且总是返回一个值。与存储过程不同，函数可以在SQL查询中被直接调用，作为表达式的一部分。

简而言之，函数是一种组织代码的方式，它执行一个任务并可能返回一个结果。在MySQL中，这些函数是预定义的，用于执行常见的数据库操作，如字符串处理、数学计算、日期时间处理等。

不同 DBMS 函数的差异

不同数据库管理系统（DBMS）之间的函数差异主要体现在函数名称、参数、功能实现以及支持的数据类型等方面。由于DBMS之间的设计理念和实现方式各不相同，因此它们提供的函数集合和函数的具体行为也会有所不同。以下是一些主要的差异点：

函数名称和参数

• 函数名称：不同的DBMS可能会使用不同的函数名称来实现相同或类似的功能。例如，字符串拼接功能在MySQL中通常使用CONCAT()函数，而在SQL Server中则可能使用+操作符（对于字符串类型）或CONCAT()函数（SQL Server 2012及更高版本引入）。
• 参数数量和类型：即使函数名称相同，不同DBMS中的函数也可能接受不同数量和类型的参数。这要求开发者在编写跨DBMS的SQL代码时特别注意函数的参数列表。

功能实现

• 功能差异：某些函数可能在某些DBMS中可用，而在其他DBMS中则不可用或需要通过其他方式实现。例如，MySQL提供了NOW()函数来获取当前的日期和时间，而SQL Server则使用GETDATE()函数实现相同的功能。
• 行为差异：即使函数名称和参数相同，不同DBMS中的函数也可能在行为上存在差异。这包括处理空值（NULL）的方式、四舍五入的规则、日期时间的格式等。

数据类型支持

• 数据类型差异：不同的DBMS支持的数据类型可能有所不同，这会影响函数的可用性和行为。例如，某些DBMS可能支持特定的日期时间类型或二进制数据类型，而其他DBMS则可能不支持或提供不同的实现方式。
• 类型转换：在跨DBMS的SQL查询中，数据类型转换也是一个重要的问题。由于不同DBMS之间的数据类型差异，可能需要显式地进行类型转换以确保查询的正确性。

性能和优化

• 性能差异：不同DBMS中的函数可能在性能上存在差异。这取决于DBMS的内部实现、优化器的能力以及数据的存储方式等因素。因此，在编写SQL查询时，需要考虑不同DBMS之间的性能差异，并尽可能选择性能更优的函数或查询方式。
• 优化器行为：DBMS的优化器可能会根据查询中的函数和条件来优化查询的执行计划。然而，不同DBMS的优化器可能采用不同的优化策略，这可能导致相同的查询在不同的DBMS中表现出不同的性能。

兼容性和可移植性

• 兼容性：由于不同DBMS之间的函数差异，编写跨DBMS的SQL代码时需要考虑兼容性问题。这通常意味着需要使用条件语句或数据库特定的函数来确保代码在不同DBMS中的正确执行。
• 可移植性：为了提高SQL代码的可移植性，可以使用标准SQL函数（如果DBMS支持）或编写数据库无关的SQL代码。然而，由于不同DBMS之间的函数差异和性能差异，完全可移植的SQL代码可能很难实现。

综上所述，不同DBMS之间的函数差异是数据库设计和开发过程中需要特别注意的问题。开发者需要了解不同DBMS之间的函数差异，并编写兼容性和可移植性良好的SQL代码以确保应用程序的稳定性和性能。

MySQL 的内置函数及分类

MySQL提供了大量的内置函数，这些函数可以根据它们的操作方式和返回结果进行分类。主要可以分为两大类：单行函数（Scalar Functions）和多行函数（也被称为聚合函数，Aggregate Functions）。

单行函数

单行函数对表中的每一行数据分别进行操作，并返回每一行的一个值。它们不依赖于其他行的数据。单行函数可以进一步细分为几个子类别：

1. 数学函数：执行数学计算，如ABS(), CEIL(), FLOOR(), RAND(), ROUND()等。

2. 字符串函数：处理字符串数据，如CONCAT(), LENGTH(), LOWER(), UPPER(), SUBSTRING(), REPLACE()等。

3. 日期和时间函数：处理日期和时间值，如CURDATE(), CURTIME(), NOW(), DATE_ADD(), DATEDIFF(), YEAR(), MONTH(), DAY()等。

4. 类型转换函数：将一种数据类型的值转换为另一种数据类型的值，如CAST(), CONVERT()等。

5. 加密函数：用于加密和解密数据，如MD5(), SHA1(), AES_ENCRYPT(), AES_DECRYPT()等（尽管这些函数主要用于加密目的，但它们仍然属于单行函数类别，因为它们对每一行数据分别进行操作）。

6. 信息函数：提供数据库服务器的信息，如VERSION(), DATABASE(), USER()等。

7. JSON函数（MySQL 5.7及更高版本）：用于处理JSON数据，如JSON_EXTRACT(), JSON_SET(), JSON_REPLACE(), JSON_ARRAY(), JSON_OBJECT()等。

多行函数（聚合函数）

多行函数（聚合函数）对一组值执行计算并返回单个值。这些函数通常与GROUP BY语句一起使用，对分组后的数据进行计算。常见的多行函数包括：

• COUNT()：返回行数或特定非NULL值的数量。
• SUM()：返回数值列中值的总和。
• AVG()：返回数值列中值的平均值。
• MAX()：返回列中的最大值。
• MIN()：返回列中的最小值。

使用注意事项

• 单行函数通常用于SELECT列表、WHERE子句和HAVING子句中。
• 多行函数（聚合函数）主要用于SELECT列表和HAVING子句中，并且经常与GROUP BY语句结合使用。
• 在使用聚合函数时，要注意NULL值的影响，因为某些聚合函数（如SUM()和AVG()）会忽略NULL值，而COUNT()函数可能会根据是否指定DISTINCT关键字以及是否使用星号（*）而有所不同地处理NULL值。
• 当在SELECT语句中同时使用单行函数和多行函数时，需要确保理解它们的执行顺序和相互影响。