什么是SQL函数？为什么使用SQL函数可能会带来问题？
在SQL语言中，包括内置函数和自定义函数。内置函数是系统内置的通用函数，而自定义函数是我们根据自己的需要编写的，下面讲解的是SQL的内置函数。
你需要从以下几个方面掌握SQL函数：
- 什么是SQL函数？
- 内置的SQL函数都包括哪些？
- 如何使用SQL函数对一个数据表进行操作，比如针对一个王者荣耀的英雄数据库，我们可以使用这些函数完成哪些操作？
- 什么情况下使用SQL函数？为什么使用SQL函数有时候会带来问题？
什么是SQL函数
当我们学习编程语言的时候，也会遇到函数。函数的作用是什么呢？它可以经常把我们经常使用的代码封装起来，需要的时候直接调用即可。这样既提高了代码效率，又提高了可维护性。
SQL中的函数一般是在数据上执行的，可以很方便的转换和处理数据。一般来说，当我们从数据表中检索出数据之后，就可以进一步对这些数据进行操作，得到更有意义的结果，比如返回指定条件的函数，或者求某个字段的平均值等。
常用的SQL函数
SQL提供了一些常用的内置函数，当然你也可以自己定义SQL函数。SQL的内置函数对于不同的数据库软件来说具有一定的通用性，我们可以把内置函数分成四类：
- 算术函数
- 字符串函数
- 日期函数
- 转换函数
这4类函数分别代表了算术处理、字符串处理、日期处理、数据类型转换，它们是SQL函数常用的划分形式，可以思考下，为什么是这4个维度？
函数是对提取出来的数据进行操作，那么数据表中字段类型的定义有哪几种呢？
我们经常会保存一些数值，不论是整数类型，还是浮点类型，实际上对应得就是数值类型。同样我们也会保存一些文本内容，可能是人名，也可能是某个说明，对应得就是字符串类型。此外我们还需要保存时间，也就是日期类型。那么针对数值、字符串和日期类型得数据，我们可以对它们分别进行算术函数、字符串函数以及日期函数得操作。如果想要完成不同类型数据之间得转换，就可以使用转换函数。
算术函数
算术函数，顾名思义就是对数值类型的字段进行算术运算。常用的算术函数及含义如下表所示：
| 函数名 | 定义 |
|---|---|
| ABS() | 取绝对值 |
| MOD() | 取余 |
| ROUND() | 四舍五入为指定的小数位数，需要有两个参数，分别为字段名称、小数位数 |
这里举一些简单的例子：
SELECT ABS(-2); // 运行结果为2
SELECT MOD(101,3); // 运行结果为2
SELECT ROUND(37.25,1); // 运行结果37.3
字符串函数
常用的字符串函数操作包含了字符串拼接，大小写转换，求长度以及字符串替换和截取等。具体的函数名称及含义如下表所示：
| 函数名 | 定义 |
|---|---|
| CONCAT() | 将多个字符串拼接起来 |
| LENGTH() | 计算字段的长度，一个汉字算三个字符，一个数字或字母算一个字符 |
| CHAR_LENGTH() | 计算字段的长度，汉字、数字、字母都算一个字符 |
| LOWER | () |
| UPPER() | 将字符串中的字符转化为大写 |
| REPLACE() | 替换函数，有3个参数，分别为：要替换的表达式或字段名、想要查找的被替换字符串、替换成哪个字符串 |
| SUBSTRING() | 截取字符串，有3个参数，分别为：待截取的表达式或字段名、开始截取的位置、想要截取的字符串长度 |
这里同样有一些简单的例子，可以自己运行下：
SELECT CONCAT ('abc', 123); // 运行结果为abc123
SELECT LENGTH('你好'); // 运行结果为6
SELECT CHAR_LENGTH('你好'); // 运行结果为2
SELECT LOWER('ABC'); // 运行结果为abc
SELECT UPPER('abc'); // 运行结果为ABC
SELECT REPLACE('fabc','abc',123); // 运行结果为f123
SELECT SUBSTRING('fabc',1,3); // 运行结果为fab
日期函数
日期函数是对数据表中的日期进行处理，常用的函数包括：
| 函数名 | 定义 |
|---|---|
| CURRENT_DATE() | 系统当前日期 |
| CURRENT_TIME() | 系统当前时间，没有具体的日期 |
| CURRENT_TIMESTAMP() | 系统当前时间，包括具体的日期+时间 |
| EXTRACT() | 抽取具体的年、月、日 |
| DATE() | 返回时间的日期部分 |
| YEAR() | 返回时间的年份部分 |
| MONTH() | 返回时间的月份部分 |
| DAY() | 返回时间的天数部分 |
| HOUR() | 返回时间的小时部分 |
| MINUTE() | 返回时间的分钟部分 |
| SECOND() | 返回时间的秒部分 |
下面是一些简单的例子，可以自己运行下：
SELECT CURRENT_DATE(); // 运行结果为2019-04-03
SELECT CURRENT_TIME(); // 运行结果为21:26:34
SELECT CURRENT_TIMESTAMP(); // 运行结果为2019-04-03 21:26:34
SELECT EXTRACT(YEAR FROM '2019-04-03'); // 运行结果为2019
SELECT DATE('2019-04-01 12:00:05'); // 运行结果为2019-04-01
这里需要注意的是，DATE日期格式必须是yyy-mm-dd形式。如果要进行日期比较，就要使用DATE函数，不要直接使用日期与字符串进行比较，会在后面的例子中讲具体的原因。
转化函数
转换函数可以转换数据之间的类型，常用的函数如下所示：
| 函数名 | 定义 |
|---|---|
| CAST() | 数据类型转换，参数是一个表达式，表达式通过AS关键词分割了2个参数，分别是原始数据和目标数据类型 |
| COALESCE() | 返回第一个非空数值 |
这两个函数不像其他函数，看一眼函数名就知道代表什么，如何使用。下面举了这个两个函数的例子，需要自己运行下：
SELECT CAST(123.123 AS INT); // 运行结果会报错
SELECT CAST(123.123 AS DECIMAL(8,2)); // 运行结果为123.12
SELECT COALESCE(null,1,2); // 运行结果为1
CAST函数在转换数据类型的时候，不会四舍五入，如果原数值有小数，那么转换为整数类型的时候就会报错。不过可以指定转化的小数类型，在MySQL和SQL Server中，可以用DECIMAL(a,b)来指定，其中a代表整数部分和小数部分加起来的最大位数，b代表小数位数，比如DECIMAL(8,2)代表的是精度为8位（整数加小数位最多为8位），小数位数为2位的数据类型。所以SELECT CAST(123.123 AS DECIMAL(8,2))转换结果为123.12。
用SQL函数对王者荣耀英雄数据做处理
可以使用Navicat可视化数据管理工具将.sql文件导入到数据库中。数据表为heros，然后使用此次所学的SQL函数，对这个英雄数据表进行处理。
首先显示英雄以及他的物攻成长，对应字段为attack_growth。我们让这个字段精确到小数点后一位，需要使用的是算术函数里的ROUND函数。
SQL：SELECT name, ROUND(attack_growth,1) AS attack_growth FROM heros ;
代码中，ROUND(attack_growth,1)中的attack_growth代表想要处理的数据，“1”代表四舍五入的位数，也就是我们这里需要精确到的位数。
假设我们想要显示英雄最大生命值的最大值，就需要用到MAX函数。在数据中，“最大生命值”对应的列数为hp_max，在代码中的格式为MAX(hp_max)。
SQL：SELECT MAX(hp_max) FROM heros;
假设我们想要知道最大生命值最大的是哪个英雄，以及对应的数值，就需要分成两个步骤来处理：首先找到英雄的最大生命值的最大值，即SELECT MAX(hp_max) FROM heros，然后再筛选最大生命值等于这个最大值的英雄，如下所示：
SQL：SELECT name,hp_max FROM heros WHERE hp_max = ( SELECT MAX(hp_max) FROM heros);
假设我们想要显示英雄的名字，以及他们名字的字数，需要用到CHAR_LENGTH函数。
SQL：SELECT name , CHAR_LENGTH(name) AS name_len FROM heros;
假设想要提取英雄上线日期（对应字段birthdate）的年份，只显示有上线日期的英雄即可（有些英雄没有上线日期的数据，不需要显示），这里我们需要使用EXTRACT函数，提取某一时间元素。所以我们需要筛选上线日期不为空的英雄，即WHERE birthdate IS NOT NULL，然后再显示他们的名字和上线日期的年份，即：
SQL：SELECT name,EXTRACT(YEAR FROM birthdate) AS birthdate_year FROM heros WHERE birthdate IS NOT NULL;
或者：
SQL：SELECT name,YEAR(birthdate) AS birthdate FROM heros WHERE birthdate IS NOT NULL ORDER BY birthdate;
假设我们需要找出在2016年10月1日之后上线的所有英雄。这里我们可以采用DATE函数来判断birthdate的日期是否大于2016-10-01，即WHERE DATE(birthdate) > ‘2016-10-01’，然后再显示符合要求的全部字段信息，即：
SQL：SELECT name,YEAR(birthdate) AS birthdate FROM heros WHERE DATE(birthdate) > '2016-10-01';
需要注意的是下面这种写法是不安全的：
SQL：SELECT * FROM heros WHERE birthdate > '2016-10-01';
因为很多时候无法确认birthdate的数据类型是字符串，还是datetime类型，如果你想对日期部分进行比较，那么使用DATE(birthdate)来进行比较是更安全的。
假设我们需要知道在2016年10月1日之后上线英雄的平均最大生命值、平均最大法力和最高物攻最大值。同样我们需要先筛选日期条件，即WHERE DATE(birthdate) > ‘2016-10-01’，然后再选择AVG(hp_max)，AVG(mp_max)，MAX(attack_max)字段进行显示。
SQL：SELECT AVG(hp_max),AVG(mp_max),MAX(attack_max) FROM heros WHERE DATE(birthdate) > '2016-10-01';
总结：
函数对于一门语言的重要性毋庸置疑，我们在写Python代码的时候，会自己编写函数，也会使用Python内置的函数。在SQL中，使用函数的时候需要格外留意。不过如果工程量不大，使用的是同一个DBMS的话，还是可以使用函数简化操作的，这样也能提高代码效率。只是在系统集成，或者在多个DBMS同时存在的情况下，使用函数的时候就需要谨慎一些。
比如CONCAT()是字符串拼接函数，在MySQL和Oracle中都有这个函数，但是在这两个DBMS中作用却不一样，CONCAT函数在MySQL中可以连接多个字符串，而在Oracle中CONCAT函数只能连接两个字符串，如果要连接多个字符串就需要用(||)连接字符来解决。
练习：
- 计算英雄的最大生命平均值：
SELECT AVG(hp_max) FROM heros;
- 显示出所有在2017年之前上线的英雄，如果没有统计上线日期则不显示：
SELECT name FROM heros WHERE birthdate IS NOT NULL AND YEAR(birthdate) < '2017';