MySQL数据类型（二）

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3.浮点类型

3.1 类型介绍

浮点数和定点数类型的特点是可以处理小数，你可以把整数看成小数的一个特例。因此，浮点数和定点数的使用场景，比整数大多了。 MySQL支持的浮点数类型，分别是 FLOAT、DOUBLE、REAL。

  • FLOAT 表示单精度浮点数；

  • DOUBLE 表示双精度浮点数；

  • REAL默认就是 DOUBLE。如果你把 SQL 模式设定为启用“REAL_AS_FLOAT”，那 么，MySQL 就认为 REAL 是 FLOAT。如果要启用“REAL_AS_FLOAT”，可以通过以下 SQL 语句实现：

    SET sql_mode = “REAL_AS_FLOAT”;

问题1： FLOAT 和 DOUBLE 这两种数据类型的区别是啥呢？

FLOAT 占用字节数少，取值范围小；DOUBLE 占用字节数多，取值范围也大。

问题2： 为什么浮点数类型的无符号数取值范围，只相当于有符号数取值范围的一半，也就是只相当于有符号数取值范围大于等于零的部分呢？

MySQL 存储浮点数的格式为：符号(S)、尾数(M)和 阶码(E)。因此，无论有没有符号，MySQL 的浮点数都会存储表示符号的部分。因此， 所谓的无符号数取值范围，其实就是有符号数取值范围大于等于零的部分。

3.2 数据精度说明

对于浮点类型，在MySQL中单精度值使用4个字节，双精度值使用8个字节。

  • MySQL允许使用非标准语法（其他数据库未必支持，因此如果涉及到数据迁移，则最好不要这么用）：FLOAT(M,D)或DOUBLE(M,D)。这里，M称为精度，D称为标度。(M,D)中 M=整数位+小数位，D=小数位。 D<=M<=255，0<=D<=30。

    例如，定义为FLOAT(5,2)的一个列可以显示为-999.99-999.99。如果超过这个范围会报错。

  • FLOAT和DOUBLE类型在不指定(M,D)时，默认会按照实际的精度（由实际的硬件和操作系统决定）来显示。
  • 说明：浮点类型，也可以加UNSIGNED，但是不会改变数据范围，例如：FLOAT(3,2) UNSIGNED仍然只能表示0-9.99的范围。

  • 不管是否显式设置了精度(M,D)，这里MySQL的处理方案如下：

    • 如果存储时，整数部分超出了范围，MySQL就会报错，不允许存这样的值

    • 如果存储时，小数点部分若超出范围，就分以下情况：

      • 若四舍五入后，整数部分没有超出范围，则只警告，但能成功操作并四舍五入删除多余的小数位后保存。例如在FLOAT(5,2)列内插入999.009，近似结果是999.01。
      • 若四舍五入后，整数部分超出范围，则MySQL报错，并拒绝处理。如FLOAT(5,2)列内插入999.995和-999.995都会报错。

  • 从MySQL 8.0.17开始，FLOAT(M,D) 和DOUBLE(M,D)用法在官方文档中已经明确不推荐使用，将来可能被移除。另外，关于浮点型FLOAT和DOUBLE的UNSIGNED也不推荐使用了，将来也可能被移除。

  • 举例

    CREATE TABLE test_double1(
f1 FLOAT,
f2 FLOAT(5,2),
f3 DOUBLE,
f4 DOUBLE(5,2)
);
​
DESC test_double1;
​
INSERT INTO test_double1
VALUES(123.456,123.456,123.4567,123.45);
​
#Out of range value for column 'f2' at row 1
INSERT INTO test_double1
VALUES(123.456,1234.456,123.4567,123.45); 
​
SELECT * FROM test_double1;

3.3 精度误差说明

浮点数类型有个缺陷，就是不精准。下面我来重点解释一下为什么 MySQL 的浮点数不够精准。比如，我们设计一个表，有f1这个字段，插入值分别为0.47,0.44,0.19，我们期待的运行结果是：0.47 + 0.44 + 0.19 = 1.1。而使用sum之后查询：

CREATE TABLE test_double2(
f1 DOUBLE
);
​
INSERT INTO test_double2
VALUES(0.47),(0.44),(0.19);

mysql> SELECT SUM(f1)
    -> FROM test_double2;
+--------------------+
| SUM(f1)            |
+--------------------+
| 1.0999999999999999 |
+--------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> SELECT SUM(f1) = 1.1,1.1 = 1.1
    -> FROM test_double2;
+---------------+-----------+
| SUM(f1) = 1.1 | 1.1 = 1.1 |
+---------------+-----------+
|             0 |         1 |
+---------------+-----------+
1 row in set (0.00 sec)

查询结果是 1.0999999999999999。看到了吗？虽然误差很小，但确实有误差。 你也可以尝试把数据类型改成 FLOAT，然后运行求和查询，得到的是， 1.0999999940395355。显然，误差更大了。

那么，为什么会存在这样的误差呢？问题还是出在 MySQL 对浮点类型数据的存储方式上。

MySQL 用 4 个字节存储 FLOAT 类型数据，用 8 个字节来存储 DOUBLE 类型数据。无论哪个，都是采用二进制的方式来进行存储的。比如 9.625，用二进制来表达，就是 1001.101，或者表达成 1.001101×2^3。如果尾数不是 0 或 5（比如 9.624），你就无法用一个二进制数来精确表达。进而，就只好在取值允许的范围内进行四舍五入。

在编程中，如果用到浮点数，要特别注意误差问题，因为浮点数是不准确的，所以我们要避免使用“=”来判断两个数是否相等。 同时，在一些对精确度要求较高的项目中，千万不要使用浮点数，不然会导致结果错误，甚至是造成不可挽回的损失。那么，MySQL 有没有精准的数据类型呢？当然有，这就是定点数类型：DECIMAL。

4. 定点数类型

4.1 类型介绍

  • MySQL中的定点数类型只有 DECIMAL 一种类型。

    数据类型字节数含义
    DECIMAL(M,D),DEC,NUMERICM+2字节有效范围由M和D决定

    使用 DECIMAL(M,D) 的方式表示高精度小数。其中，M被称为精度，D被称为标度。0<=M<=65，0<=D<=30，D<M。例如，定义DECIMAL（5,2）的类型，表示该列取值范围是-999.99~999.99。

  • DECIMAL(M,D)的最大取值范围与DOUBLE类型一样，但是有效的数据范围是由M和D决定的。DECIMAL 的存储空间并不是固定的，由精度值M决定，总共占用的存储空间为M+2个字节。也就是说，在一些对精度要求不高的场景下，比起占用同样字节长度的定点数，浮点数表达的数值范围可以更大一些。

  • 定点数在MySQL内部是以字符串的形式进行存储，这就决定了它一定是精准的。

  • 当DECIMAL类型不指定精度和标度时，其默认为DECIMAL(10,0)。当数据的精度超出了定点数类型的精度范围时，则MySQL同样会进行四舍五入处理。

  • 浮点数 vs 定点数

    • 浮点数相对于定点数的优点是在长度一定的情况下，浮点类型取值范围大，但是不精准，适用于需要取值范围大，又可以容忍微小误差的科学计算场景（比如计算化学、分子建模、流体动力学等）
    • 定点数类型取值范围相对小，但是精准，没有误差，适合于对精度要求极高的场景 （比如涉及金额计算的场景）

  • 举例

    CREATE TABLE test_decimal1(
f1 DECIMAL,
f2 DECIMAL(5,2)
);
​
DESC test_decimal1;
​
INSERT INTO test_decimal1(f1,f2)
VALUES(123.123,123.456);
​
#Out of range value for column 'f2' at row 1
INSERT INTO test_decimal1(f2)
VALUES(1234.34);

    mysql> SELECT * FROM test_decimal1;
+------+--------+
| f1   | f2     |
+------+--------+
|  123 | 123.46 |
+------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

  • 举例

    我们运行下面的语句，把test_double2表中字段“f1”的数据类型修改为 DECIMAL(5,2)：

    ALTER TABLE test_double2
MODIFY f1 DECIMAL(5,2);

    然后，我们再一次运行求和语句：

    mysql> SELECT SUM(f1)
    -> FROM test_double2;
+---------+
| SUM(f1) |
+---------+
|    1.10 |
+---------+
1 row in set (0.00 sec)

    mysql> SELECT SUM(f1) = 1.1
    -> FROM test_double2;
+---------------+
| SUM(f1) = 1.1 |
+---------------+
|             1 |
+---------------+
1 row in set (0.00 sec)

4.2 开发中经验

“由于 DECIMAL 数据类型的精准性，在我们的项目中，除了极少数（比如商品编号）用到整数类型外，其他的数值都用的是 DECIMAL，原因就是这个项目所处的零售行业，要求精准，一分钱也不能差。 ” ——来自某项目经理

5. 位类型：BIT

BIT类型中存储的是二进制值，类似010110。

二进制字符串类型长度长度范围占用空间
BIT(M)M1 <= M <= 64约为(M + 7)/8个字节

BIT类型，如果没有指定(M)，默认是1位。这个1位，表示只能存1位的二进制值。这里(M)是表示二进制的位数，位数最小值为1，最大值为64。

CREATE TABLE test_bit1(
f1 BIT,
f2 BIT(5),
f3 BIT(64)
);
​
INSERT INTO test_bit1(f1)
VALUES(1);
​
#Data too long for column 'f1' at row 1
INSERT INTO test_bit1(f1)
VALUES(2);
​
INSERT INTO test_bit1(f2)
VALUES(23);

注意：在向BIT类型的字段中插入数据时，一定要确保插入的数据在BIT类型支持的范围内。

使用SELECT命令查询位字段时，可以用BIN()或HEX()函数进行读取。

mysql> SELECT * FROM test_bit1;
+------------+------------+------------+
| f1         | f2         | f3         |
+------------+------------+------------+
| 0x01       | NULL       | NULL       |
| NULL       | 0x17       | NULL       |
+------------+------------+------------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> SELECT BIN(f2),HEX(f2)
    -> FROM test_bit1;
+---------+---------+
| BIN(f2) | HEX(f2) |
+---------+---------+
| NULL    | NULL    |
| 10111   | 17      |
+---------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> SELECT f2 + 0
    -> FROM test_bit1;
+--------+
| f2 + 0 |
+--------+
|   NULL |
|     23 |
+--------+
2 rows in set (0.00 sec)

可以看到，使用b+0查询数据时，可以直接查询出存储的十进制数据的值。

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