2-3 T-SQL函数
  • 学习系统函数、行集函数和Ranking函数；重点掌握字符串函数、日期时间函数和数学函数的使用参数以及使用技巧
  • 重点掌握用户定义的标量函数以及自定义函数的执行方法
  • 掌握用户定义的内嵌表值函数以及与用户定义的标量函数的主要区别
 
在Transact-SQL语言中，函数被用来执行一些特殊的运算以支持SQL Server的标准命令。SQL Server包含多种不同的函数用以完成各种工作，每一个函数都有一个名称，在名称之后有一对小括号，如：gettime( )表示获取系统当前的时间。大部分的函数在小括号中需要一个或者多个参数。Transact-SQL 编程语言提供了四种函数：行集函数、聚合函数、Ranking函数、标量函数。
由于聚集函数在上一章中已经介绍，因此本节首先重点讨论标量函数及Ranking函数的具体名称以及内容和使用方法。
2-3-1　标量函数
标量函数用于对传递给它的一个或者多个参数值进行处理和计算，并返回一个单一的值。标量函数可以应用在任何一个有效的表达式中。标量函数可分为如表2-4所示的几大类：
表2-4 标量函数的基本分类
函数分类
解释
配置函数
返回当前的配置信息
游标函数
返回有关游标的信息
日期和时间函数
对日期和时间输入值进行处理
数学函数
对作为函数参数提供的输入值执行计算
元数据函数
返回有关数据库和数据库对象的信息
安全函数
返回有关用户和角色的信息
字符串函数
对字符串（ char 或 varchar）输入值执行操作
系统函数
执行操作并返回有关 SQL Server中的值、对象和设置的信息
系统统计函数
返回系统的统计信息
文本和图像函数
对文本或图像输入值或列执行操作，返回有关这些值的信息
1. 系统函数
系统函数用于返回有关SQL Server系统、用户、数据库和数据库对象的信息。系统函数可以让用户在得到信息后，使用条件语句，根据返回的信息进行不同的操作。与其他函数一样，可以在SELECT语句的SELECT和WHERE子句以及表达式中使用系统函数，下面我们通过案例对重要的系统函数进行注意的介绍。
实验： 系统函数应用实验
--该部分函数主要解决如何获取SQL-sever的系统信息。
1、COL_LENGTH(expression)：返回列的定义长度（以字节为单位）。
2、DATALENGTH(expression)：返回任何表达式所占用的字节数。
--例1：col_length （）函数的使用
Use sample
Go
Select col_length(’员工数据表’, ’姓名’) as name_data_length ,
Datalength(’姓名’) as name_data_length from 员工数据表
--（注解： col_length （）函数可以返回列的长度）
3、ISNUMERIC(expression)/返回类型 int：确定表达式是否为一个有效的数字类型。
--例2：ISNUMERIC （）函数的使用
USE school
SELECT ISNUMERIC(sno) FROM student
GO
4、USER_ID（）：返回用户的数据库标识号。
5、USER_NAME（）：返回给定标识号的用户数据库用户名。
USER_NAME ( [ id ] )id：用来返回用户名的标识号。id 的数据类型为 int，注意当省略 id 时，则假定为当前用户。必须加上圆括号。
--例3：USER_ID（）函数的使用
SELECT USER_ID('MY-TOMATO') , USER_NAME('MY-TOMATO')
2. 字符串函数
字符串函数可以对二进制数据、字符串和表达式执行不同的运算，大多数字符串函数只能用于char和varchar数据类型以及明确转换成char和varchar的数据类型，少数几个字符串函数也可以用于binary和varbinary数据类型，字符串函数可以分为以下几大类：
(1)    基本字符串函数：UPPER，LOWER，SPACE，REPLICATE，STUFF，REVERSE，LTRIM，RTRIM。
(2)    字符串查找函数：CHARINDEX，PATINDEX。
(3)    长度和分析函数：DATALENGTH，SUBSTRING，RIGHT。
(4)    转换函数：ASCH，CHAR，STR，SOUNDEX，DIFFERENCE。
下面我们通过案例对重要的字符串函数进行重点的介绍。
实验： 字符串函数应用实验
--该部分函数主要解决各种字符串的处理问题
1、CHAR（数字变量）
功能：将ASC码转换成为字符串；
-- 注意：ASC码是指0——255之间的整数
例子：select char(56)
2、LEFT（字符串表达式，整数）
功能：返回从字符串左边开始多少个字符
例子：select left(sname,2) from student
3、LTRIM函数和RTRIM函数
功能：删除字符串的前导空格与后导空格。
例子：insert into student(sno,sname) values(990,'    看看空格    ')
select sname from student where sname like '%看看空格%'
select LTRIM(sname) from student where sname like '%看看空格%'
select RTRIM(sname) from student where sname like '%看看空格%'
select RTRIM(LTRIM(sname)) from student where sname like '%看看空格%'
-- 注意：去除前后导空格一般通过RTRIM(LTRIM(查询字符串))联合使用完成。
4、REPLACE（’第一个字符串’，’第二个字符串’，’第三个字符串’）
功能：用第三个表达式替换第一个字符串表达式中出现的所有第二个给定字符串表达式
例如：SELECT REPLACE('我是玉树临风的高狗熊','高狗熊','周星驰')
5、SUBSTRING(表达式，开始点，结束点)
功能：返回字符、binary、text 或 p_w_picpath 表达式的一部分。
例如：SELECT SUBSTRING('我是玉树临风的高狗熊',3,4)
6、CAST与CONVERT函数
功能：实现数据的格式转化；将某种数据类型的表达式显式转换为另一种数据类型。
CAST 和 CONVERT 提供相似的功能
使用 CAST：CAST ( expression AS data_type )
使用 CONVERT：CONVERT (data_type[(length)], expression [, style])
例如：select CONVERT(varchar(10),123)+'100'
select Cast(‘123’ as int)+ 100
7、LEN(string_expression)
功能：返回给定字符串表达式的字符（而不是字节）个数，其中不包含尾随空格
例如：select LEN('   我是玉树临风的高狗熊   ')
8、LOWER()
功能：将大写字符数据转换为小写字符数据后返回字符表达式
例如：select UPPER('dsfgdfghtyuj')
9、UPPER()
功能：返回将小写字符数据转换为大写的字符表达式。
例如：create table titles(title varchar(24),price money)
insert into titles values('PPd',3.63)
SELECT LOWER(SUBSTRING(title, 1, 20)) AS Lower, UPPER(SUBSTRING(title, 1, 20)) AS Upper,    LOWER(UPPER(SUBSTRING(title, 1, 20))) As LowerUpper FROM titles WHERE price between 1.00 and 200.00
10、CHARINDEX ( expression1 , expression2 [ , start_location ] )
功能：返回字符串中指定表达式的起始位置。
例如：SELECT CHARINDEX('不', sname) FROM student
select sname from student
11、REPLICATE ( character_expression , integer_expression )
功能：以指定的次数重复字符表达式。
例如：declare @c varchar(12)
set @c='我是谁'
SELECT REPLICATE(@c, 4)
12、REVERSE ( character_expression )
功能：返回字符表达式的反转。
例如：declare @c varchar(62)
set @c='请问你谁是周星驰啊'
SELECT REVERSE(@c)
13、STUFF ( character_expression , start , length , character_expression )
功能：删除指定长度的字符并在指定的起始点插入另一组字符。
--例如：SELECT STUFF('请问你谁是周星驰啊', 6, 3,'')
3. 日期时间函数
日期和时间函数用于对日期和时间数据进行各种不同的处理和运算，并返回一个字符串、数字值或日期和时间值。与其他函数一样，可以在SELECT语句的SELECT和WHERE子句以及表达式中使用日期和时间函数，如表2-5所示为日期时间函数的基本内容。
表2-5 标量函数的基本分类
函数
参数
功能
DATEADD
(datepart,number,date)
以datepart指定的方式，返回 date加上number之和
DATEDIFF
(datepart,date1,date2)
以datepart指定的方式，返回 date2与date1之差
DATENAME
(datepart,date)
返回日期 date中datepart指定部分所对应的字符串
DATEPART
(datepart,date)
返回日期 date中datepart指定部分所对应的整数值
DAY
(date)
返回指定日期的天数
GETDATE
()
返回当前的日期和时间
MONTH
(date)
返回指定日期的月份数
YEAR
(date)
返回指定日期的年份数
实验：日期时间函数实验
1、DATEADD ( datepart , number, date )
功能：在向指定日期加上一段时间的基础上，返回新的 datetime 值。
例如：USE school
SELECT DATEADD(day, 21, birthday) AS stu_biradd FROM student
2、DATEDIFF ( datepart , startdate , enddate )
功能：返回跨两个指定日期的日期和时间边界数。
例如：SELECT DATEDIFF(year, birthday, getdate()) AS 年龄 FROM student
3、DATENAME( datepart , date )
功能：返回代表指定日期的指定日期部分的字符串。
例如：SELECT DATENAME(month, birthday) AS '出生月' from student
4、DATEPART( datepart , date )
功能：返回代表指定日期的指定日期部分的整数。
例如：SELECT DATEPART (year, birthday) AS '出生月' from student
5、year(),month(),day()
功能：返回年月日
6、GETDATE（）函数
功能：返回今天的日期
例如：SELECT DATEPART(month, GETDATE()) AS 'Month Number'
SELECT DATEPART(day, GETDATE()) AS 'day Number'
SELECT DATEPART(year, GETDATE()) AS 'year Number'
4. 数学函数
数学函数用于对数字表达式进行数学运算并返回运算结果。数学函数可以对SQL Server提供的数字数据（decimal、integer、float、real、money、smallmoney、smallint 和 tinyint）进行处理，具体解释见下面的实验内容。
实验：数学函数实验
可以使用数学函数执行各种算术或函数运算
1、ABS()函数（绝对值）
功能：精确数字或近似数字数据类型类别的表达式（bit 数据类型除外）。
例如：SELECT ABS(-2147483648)
2、CEILING()(取整函数)
功能：返回大于或等于所给数字表达式的最小整数。
例如：SELECT CEILING($123.45), CEILING($-123.45), CEILING($0.0)
3、FLOOR() (取整函数)
功能：返回小于或等于所给数字表达式的最大整数。
例如：SELECT FLOOR(123.45), FLOOR(-123.45), FLOOR($123.45)
  注意： CEILING 和 FLOOR函数的差别是：
CEILING 函数返回大于或等于所给数字表达式的最小整数。FLOOR 函数返回小于或等于所给数字表达式的最大整数。例如，对于数字表达式 12.9273，CEILING 将返回 13，FLOOR 将返回 12。FLOOR 和 CEILING 返回值的数据类型都与输入的数字表达式的数据类型相同
4、ROUND()(四舍五入函数)
功能：返回数字表达式并四舍五入为指定的长度或精度。
语法：ROUND ( numeric_expression , length [ , function ] )
例如：下例显示两个表达式，说明使用 ROUND 函数且最后一个数字始终是估计值。
SELECT ROUND(123.9994, 3),ROUND(123.9995, 3)
SELECT ROUND(123.4545, 2),ROUND(123.45, -2)
5、sign(n)
功能： 当n>0, 返回1，n=0,返回0，n<0, 返回-1
例如：DECLARE @value real
SET @value = -1
WHILE @value < 2
   BEGIN
      SELECT SIGN(@value)
      SELECT @value = @value + 1
   END
 6、RAND ( [ seed ] )
功能：返回 0 到1 之间的随机float 值。
例如：DECLARE @counter smallint
SET @counter = 1
WHILE @counter < 5
   BEGIN
      SELECT RAND(@counter) Random_Number
      SET @counter = @counter + 1
   END
2-3-2　行集函数
行集函数可以在Transact-SQL语句中当作表引用。下面的案例将通过行集函数OPENQUERY()执行一个分布式查询，以便从服务器local中提取表department中的记录。
select * from openquery(local, ‘select * from department’)
2-3-3　Ranking函数
Ranking函数为查询结果数据集分区中的每一行返回一个序列值。依据此函数，一些行可能取得和其他行一样的序列值。如果两个或多个行与一个排名关联，则每个关联行将得到相同的排名。例如，如果两位顶尖销售员具有同样的SalesYTD（销售额）值，他们将并列第一。由于已有两行排名在前，所以具有下一个最大SalesYTD 的销售人员将排名第三。因此，RANK 函数并不总返回连续整数。Transact-SQL提供以下一些Ranking函数：RANK；DENSE_RANK；NTILE；ROW_NUMBER。
实验：Ranking函数实验
为了便于说明排序函数的使用，我们选取了school数据库中的teacher表中salary（薪水）字段作为排序的测试数据。我们首先运行一段SQL查询：select tno,name , salary From teacher，查询后的基本结构如图2-3所示。我们看见，分别有三位教师的薪水是一样高的。
1、ROW_NUMBER ( ) OVER ( [ ] )
该函数将返回结果集分区内行的序列号，每个分区的第一行从 1 开始。row_number函数的用途是非常广泛，这个函数的功能是为查询出来的每一行记录生成一个序号。row_number函数的用法如下面的SQL语句所示：
select row_number() over(order by salary) as row_number,tno,name, salary from teacher
其中row_number列是由row_number函数生成的序号列。在使用row_number函数是要使用over子句选择对某一列进行排序，然后才能生成序号。实际上，row_number函数生成序号的基本原理是先使用over子句中的排序语句对记录进行排序，然后按着这个顺序生成序号。over子句中的order by子句与SQL语句中的order by子句没有任何关系，这两处的order by 可以完全不同，如下面的SQL语句所示：select row_number() over(order by salary asc) as row_number,tno,name, salary from teacher order by salary desc。
结果比较图如图2-5所示，请读者与图2-4进行数据比较。

 

 

 

图2-3 薪酬排序基本情况     图2-4 row_number函数排序    图2-5 row_number另一使用

我们可以使用Row_number函数来实现查询表中指定范围的记录，一般将其应用到Web应用程序的分页功能上。下面的SQL语句可以查询teacher表中第2条和第3条记录：
with teacher_rowtable
as
(select row_number() over(order by tno) as row_number,tno,name, salary from teacher)
select * from teacher_rowtable where row_number>1 and row_number < 4 order by tno
2、RANK( ) OVER ([< partition_by_clause>])
该函数将返回结果集的分区内每行的排名。行的排名是相关行之前的排名数加一。一个相关的SQL语句案例如下：select rank() over(order by salary) as ranker,tno,name,salary from teacher order by salary，结果如图2-6所示。
我们看到，如果使用rank函数来生成序号，其中有3条记录的序号是相同的，而第6条记录会根据当前的记录数生成序号，后面的记录依此类推，也就是说，在这个例子中，第6条记录的序号是6，而不是4。rank函数的使用方法与row_number函数完全相同。
3、DENSE_RANK ( ) OVER([])
该函数的功能与rank函数类似，只是在生成序号时是连续的，而rank函数生成的序号有可能不连续。如上面的例子中如果使用dense_rank函数，第6条记录的序号应该是4，而不是6。如下面的SQL语句所示：select dense_rank() over(order by salary)as ranker,tno,name,salary from teacher order by salary，结果如图2-7所示，读者可以比较图2-6和图2-7所示的查询结果有什么不同。
4、NTILE(integer_expression) OVER([])
ntile函数可以对序号进行分组处理。这就相当于将查询出来的记录集放到指定长度的数组中，每一个数组元素存放一定数量的记录。ntile函数为每条记录生成的序号就是这条记录所有的数组元素的索引（从1开始）。也可以将每一个分配记录的数组元素称为“桶”。ntile函数有一个参数，用来指定桶数。下面的SQL语句使用ntile函数对teacher表进行了装桶处理，本次共装3个桶：select ntile(3) over(order by salary) as bucket,tno,name,salary from teacher order by salary，结果如图2-8所示。
     
 

 

 

图2-6 RANK()使用情况       图2-7 DENSE_RANK()使用情况    图2-8 NTILE()使用情况
2-3-4　用户自定义函数
SQL SERVER创建了用户自定义的函数，它同时具备了视图和存储过程的优点，但是却牺牲了可移植性。
Create Function 函数名称
（形式参数名称 AS 数据类型）
Returns 返回数据类型
Begin
函数内容
Return 表达式
End
调用用户自定义函数的基本语法为：变量=用户名.函数名称（实际参数列表），注意：在调用返回数值的用户自定义函数时，一定要在函数名称的前面加上用户名。
1. 用户定义的标量函数
标量函数是返回单个值的函数，这类函数可以接收多个参数，但是返回的值只有一个值。在定义函数返回值时使用Returns定义返回值的类型，而在定义函数中将使用return最后返回一个值变量，因此在用户定义的函数中，return命令应当是最后一条执行的命令，其基本的语法结构见下所示：
CREATE FUNCTION [ 用户名 .] 定义的函数名
    ( [ { @ 变量名 [AS] 变量类型 [ ,...n ] ] )  
RETURNS 返回值的数据类型
[ AS ]
BEGIN
    declare @ 返回值变量     function_body
     RETURN @ 返回值变量
    END
2. 自定义函数的执行方法
用户定义函数的执行方法有两种：
(1)    第一种：通过Execute执行函数，并获取返回值；
EXECUTE  @ 用户自定义变量 =dbo. 用户自定义函数  输入参数
该执行方法使用过程中，dbo的概念是database owner，为数据库所有者，在执行该语句的时候，可以省略dbo。
例如：execute @ee=averc ‘3-105’或者execute @ee=dbo.averc ‘3-105’
(2)    第二种：通过Select语句执行函数，并获取返回值；
SELECT @ 用户自定义变量 =dbo. 用户自定义函数 ( 输入参数 )
与Execute执行函数不同的是，通过SELECT语句执行函数的时候，必须加上dbo用户，否则会出现语法错误。
例如：select @ee=dbo.averc(‘3-105’)，但是执行下列的语句系统将报错：
q        错误！select @ee=averc(‘3-105’)，原因是没有加dbo用户；
q        错误！select @ee=dbo.averc ‘3-105’，原因是没有按照select格式录入参数。
实验：自定义标量函数实验
--例1：建立自定义函数，输入课程号，返回该课程的平均成绩。
CREATE function averc(@cno varchar(12))
returns int
as
begin
 declare @aver int
 select @aver= ( select avg(degree) from score where cno=@cno group by cno )
 return @aver
end
--下面是测试如何运行该函数部分。
declare @ee int, @ww varchar(12)
select @ee=dbo.averc('3-105‘)
print @ee
--例2：建立自定义函数，输入学生学号和课程号，返回不同的信息
use school
Go
--查询sysobjects系统表中是否有stufun_jg对象，如果有则将该函数对象删除。
if exists(select name from sysobjects where name='stufun_jg')
drop function stu_jg
go
--下面开始建立自定义函数
create function stu_jg
(@stu_no varchar(12),@cnurse_no varchar(12))
returns varchar(100)
as
begin
 declare @message varchar(100),
 @sname varchar(12),@cname varchar(10)
 if exists(select sname,cname from score,course,student where student.sno=@stu_no and course.cno=@cnurse_no and student.sno=score.sno and course.cno=score.cno)
 begin
    select @sname=sname,@cname=cname from score,course,student
    where student.sno=@stu_no and course.cno=@cnurse_no
    and student.sno=score.sno and course.cno=score.cno
    set @message='您查询的学生是:'+RTRIM(LTRIM(@sname))+',选择的课程是:'+RTRIM(LTRIM(@cname))
 end
 else
    set @message='对不起查无此人,您输入的学生号码错误!'
    return @message
end
--下面开始测试函数，注意函数的执行测试方法
declare @mess varchar(500)
exec @mess=dbo.stu_jg '121','3-105'
Print @mess
3. 用户定义的内嵌表值函数
用户定义的内嵌表值函数没有由begin—end标识的程序体，取而代之的是将select 语句作为table数据类型加以返回，其基本的语法结构见下所示：
CREATE FUNCTION [ 用户名 .] 用户定义的函数名
     ( [ { @ 局部变量名 [AS] 局部变量数据类型 } [ ,...n ] ] )  
RETURNS TABLE
[ AS ]
RETURN
( select-stmt)
实验：用户定义的内嵌表值函数实验
--例1：创建函数,查询选修了某门课程的学生姓名
create function fn_view(@cname varchar(20)) returns table
as
return
(select sname from student where sno in(select sno from score where cno in
(select cno from course where cname=@cname) ))
--下面开始测试函数
declare @ee varchar(20)
set @ee='高等数学'
select * from fn_view(@ee)
--例2：建立函数,输入一个学生的学号就可以知道他的姓名,选修课程名以及该门课程的成绩
create function stu_avg_table(@sno varchar(20))
returns @stu_avg table
(sno varchar(12),sname varchar(20),cname varchar(20),degree int)
as
begin
 insert @stu_avg
    select student.sno,sname,cname,degree from student,score,course
    where student.sno=score.sno and course.cno=score.cno and student.sno=@sno
 return
end
--下面开始测试函数
declare @rr varchar(20)
set @rr='103'
select * from stu_avg_table(@rr)
--例3：查询销售数据库，输入一个货币参数，返回超过该销售额数目的订单数据表
Use sample
Go
/*开始定义变量@higher_money ，以保存检索定单的总价限制*/
if exists(select name from sysobjects where name='large_order')
drop function large_order
go
--下面开始建立函数large_order，输入一个货币参数，返回查询订单表
Create function large_order(@higher_than money)
Returns @order_table table/*定义返回数据表*/
(客户名称 char(255),产品名称 varchar(10),定货时间 datetime,总价 money)
AS
--下面开始定义查询
Begin
 insert @order_table
 select 客户数据表.公司名称,产品数据表.产品名称,订单数据表.定货日期,订单数据表.定货数量*产品数据表.单价
 from 订单数据表,客户数据表,产品数据表
 where 产品数据表.编号=订单数据表.产品编号 and 订单数据表.客户编号=客户数据表.编号
         and 订单数据表.定货数量*产品数据表.单价>@higher_than
Return
End
Go
--在查询中调用该函数
select * from large_order(50000)
Go