数据类型
专栏内容：
个人主页：我的主页
管理社区：开源数据库
座右铭：天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物.
系列文章
- 入门准备
- postgrersql基础架构
- 快速使用
- 初始化集群
- 数据库服务管理
- psql客户端使用
- pgAdmin图形化客户端
- 数据库的使用
- 创建数据库
- 数据库操作
- 表的使用
- 表的创建
- 表的操作
- 数据查询
- 数据查询
- 多表联合查询
- 数据操作
- 插入数据的方式
概述
postgresql 数据库作为一款被各领域广泛使用的开源数据库，有丰富的数据类型，像其它编程语言一样，在开始使用编程语言时，先要了解它的数据类型，与自然语言表达的数据能够一一对应起来。
本文将给大家分享postgresql现有的数据类型，对一些常用的数据类型进行详细介绍。
类型总览
在postgresql手册中列出了大概43种类型，列表如下：
| 类型名 | 别名 | 描述 |
|---|---|---|
| bigint | int8 | 有符号整型，占8字节 |
| bigserial | serial8 | 自增的8字节整型 |
| bit [ (n) ] | 固定长度的二进制bit位字符串 | |
| bit varying [ (n) ] | varbit [ (n) ] | 可变长度的二进制bit位字符串 |
| boolean | bool | 布尔类型 (true/false) |
| box | rectangular box on a plane | |
| bytea | 二进制数据，类似于二进制位的数组 | |
| character [ (n) ] | char [ (n) ] | 定长的字符串类型 |
| character varying [ (n) ] | varchar [ (n) ] | 变长的字符串类型 |
| cidr | IPv4 or IPv6 network address | |
| circle | circle on a plane | |
| date | calendar date (year, month, day) | |
| double precision | float8 | 双精度浮点数，占8字节 |
| inet | IPv4 or IPv6 host address | |
| integer | int, int4 | 有符号4字节整型 |
| interval [ fields ] [ § ] | time span | |
| json | textual JSON data | |
| jsonb | binary JSON data, decomposed | |
| line | infinite line on a plane | |
| lseg | line segment on a plane | |
| macaddr | MAC (Media Access Control) address | |
| macaddr8 | MAC (Media Access Control) address (EUI-64 format) | |
| money | currency amount | |
| numeric [ (p, s) ] | decimal [ (p, s) ] | 可以指定精度的类型 |
| path | geometric path on a plane | |
| pg_lsn | PostgreSQL Log Sequence Number | |
| pg_snapshot | user-level transaction ID snapshot | |
| point | geometric point on a plane | |
| polygon | closed geometric path on a plane | |
| real | float4 | 单精度浮点数占4字节 |
| smallint | int2 | 有符号两字节整型 |
| smallserial | serial2 | 自增的两字节整型 |
| serial | serial4 | 自增的4字节整型 |
| text | 可变长的字符串类型 | |
| time [ § ] [ without time zone ] | time of day (no time zone) | |
| time [ § ] with time zone | timetz | time of day, including time zone |
| timestamp [ § ] [ without time zone ] | date and time (no time zone) | |
| timestamp [ § ] with time zone | timestamptz | date and time, including time zone |
| tsquery | text search query | |
| tsvector | text search document | |
| txid_snapshot | user-level transaction ID snapshot (deprecated; see pg_snapshot) | |
| uuid | 全局唯一标识 | |
| xml | XML 数据类型 |
其中有一些我们常用的，如int, varchar等，还有不常用到的pg_lsn等特殊的类型，下面对于我们常用的几种类型进行详细的说明。
整型类型
整型用于存储一个整数，按存储的字节分为以下几种：
- smallint，占2字节，是有符号类型，最小值-215，最大值为215-1
- integer，占4字节，有符号类型，最小值-231, 最大值为2^31-1
- bigint, 占8字节，有符号类型，最小值-263, 最大值为263-1
这里并没有提供无符号的类型，当存储的数据超出类型范围时，就会报错。
在选择类型时，要根据自己的数据的范围选择合适的类型，如果选择过大范围的类型，不仅会占用过多的空间，还会影响数据读写的性能。
浮点类型
浮点数值的存储类型，在postgresql主要有以下三种：
- real，对应单精度类型，占4字节，可以记录范围为 1E-37 到 1E+37，最大精度为小数点后6位，第7位是近似值；
- double precision，对于双精度类型，占8字节，可以记录范围为 1E-307 到 1E+308，最大精度为小数点后15位，同样16位是近似值；
- numeric(precision,scale)，任意精度类型，precision指定总的有效位数，scale指定小数部分的位数；
在postgresql中与SQL标准的兼容，也有float类型，写作float(n),n 可以指定精度的二进制位数。 当写为float时，默认对应double precision双精度类型；而float(1)到float(24)对应的是单精度real类型，float(25)到float(53)对应就是双精度；实际按上面三种基础类型处理。
浮点数类型取值，除了正常数字之外，还定义了三种特殊的值：
- Infinity，正的无穷大；无穷大这个数字是数学中的一个概念，符合推理：无穷 + 无穷=无穷；无穷-无穷=NaN；
- -Infinity，负的无穷大；
- NaN，not a number,不是一个数字；在IEEE 754标准中，NaN不等与其它数比较，包括自己；但是在postgresql中为了索引处理方便，两个NaN是相等的，同时NaN大于任何非NaN值。
下面通过实践来看一下以上用法：
先来创建一张表，含有三种基本类型：
postgres=# create table floating(a real,b double precision, c numeric(10,6));
CREATE TABLE
插入数据，并且含有特殊的值：
postgres=# insert into floating values('Infinity','NaN',10.2023333);
INSERT 0 1
postgres=# insert into floating values(2.8,1.0,1555555.2023333);
ERROR: numeric field overflow
DETAIL: A field with precision 10, scale 6 must round to an absolute value less than 10^4.
postgres=# insert into floating values(2.8,1.0,155.2023333);
INSERT 0 1
postgres=# select * from floating ;
a | b | c
----------+-----+------------
Infinity | NaN | 10.202333
2.8 | 1 | 155.202333
(2 rows)
在插入数据时，有一个报错，超过了numeric(10,6)的范围，可以看到它不会自动截短处理；
查询可以看到特殊值也可以显示出来。
下面我们进行几个条件判断的处理：
postgres=# select * from floating where b > 10;
a | b | c
----------+-----+-----------
Infinity | NaN | 10.202333
(1 row)
postgres=# select * from floating where a < 'NaN';
a | b | c
----------+-----+------------
Infinity | NaN | 10.202333
2.8 | 1 | 155.202333
(2 rows)
可以看到第一条查询，NaN是大于任何值的，从第二条查询可以看出NaN居然是大于无穷大的一个特殊值，所以在使用时要特别注意。
字符类型
字符类型几乎无处不在，在postgresql提供了以下几种类型：
- character(n),也可以写作char(n)，它是定长的类型，也就是占用的存储空间是固定大小，大小由n来指定，它是正整数；当不指定n时，占一个字符，等同与char(1);
- character varying(n),也可以写作varchar(n)，它是变长的类型，也就是占用的存储空间是实际字符串的长度，而n用来限制最大长度；
- text，变长类型，不限制字符串的长度；
这里需要特别说明几点：
- n 的取值最大值为 10485760， 也就是十六进制的0xA00000；
- varchar 不指定n时，与text相同，而指定n时，只是会增加长度的检查；
- 在postgresql 中这三种字符类型的性能相同，而后两者更省空间；
- 对于超出n限制的字符串，当在显示类型转换到字符串时，会自动截断；而当字符串中超出部分都为空格时，也会自动将尾部连续空格截断；
下面举例来说明。
超过最大值
n的最大值限制为0xA00000，如果超过就会失败。
postgres=# create table ch(sname char(1070596096));
ERROR: length for type char cannot exceed 10485760
LINE 1: create table ch(sname char(1070596096));
三种类型比较
首先创建含有三种类型的表str，其中char实际存储一个字节；
postgres=# create table str(a char,b varchar(5),c text);
CREATE TABLE
插入符合长度的字符串，可以看到text没有限制。
postgres=# insert into str values('1','12345','123456789');
INSERT 0 1
插入尾部带有空格的字符串，非空格字符长度不超过限制，可以看到空格会被截断，也会插入成功；
postgres=# insert into str values('2 ','12345 ','1234 56789');
INSERT 0 1
postgres=# select * from str;
a | b | c
---+-------+---------------
1 | 12345 | 123456789
2 | 12345 | 1234 56789
(2 rows)
postgres=# insert into str values('3 ',' 32345 ','1234 56789');
ERROR: value too long for type character varying(5)
而对于字符中间的空格，也会被算为有效字符串中，所以再次在字符头部加入空格，就会超过varchar(5)的长度限制。
布尔类型
布尔类型也是我们常用的类型，经常表示两种状态，它实际存储时会有三种值的情况：
- true，为真时的情况；
- false，为假时的情况；
- NULL, 没有赋值时的情况；
在给布尔类型赋值时，也有多种写法：
- true，也可以用’1’，’true’,‘t’,‘yes’,‘y’ 一共6种写法；
- false, 也可以用’0’,‘false’,‘f’,‘no’,‘n’ 对应的也有6种写法；
当然在实际应用中，整体采用一种对应的写法规则，避免开发的混乱；
下面我们来举一个例子；
postgres=# create table switchState(sid int primary key, sstate boolean);
CREATE TABLE
postgres=# insert into switchstate values(1,true),(2,'true'),(3,'t'),(4,'no'),(5,'n'),(6,'0');
INSERT 0 6
postgres=# select * from switchstate ;
sid | sstate
-----+--------
1 | t
2 | t
3 | t
4 | f
5 | f
6 | f
(6 rows)
可以看到，不管我们用什么写法，数据库中只显示t和f。
为了避免有NULL的情况出现时，可以设置boolean类型的默认值，没有赋值时就会采用默认值。
postgres=# drop table switchstate ;
DROP TABLE
postgres=# create table switchState(sid int primary key, sstate boolean default false);
CREATE TABLE
postgres=# insert into switchstate values(1);
INSERT 0 1
postgres=# select * from switchstate ;
sid | sstate
-----+--------
1 | f
(1 row)
日期时间类型
日期时间是经常会用到的，因为不同历法，时间计法不同，以及显示方式的不同，变化非常多样，本文作为基础入门，只列出几种常用的用法，不再深入探讨。
与日期时间相关的类型有：
-
timestamp with time zone，含有日期和时间，占8个字节，带有时区；最小精度到微秒，可以表示的日期范围为公元前4713年到公元294276年，非常遥远；
-
timestamp [without time zone]，与上一类型一样，只是不带时区；
-
date, 日期类型，表示年月日，占4个字节；默认格式为
yyyy-mm-dd, 最小单位为天，可以表示的日期范围为公元前4713年到公元294276年； -
time with time zone ，表示一天中的时间，不带日期；占12个字节，默认格式为
HH:MI:SS，表示范围为00:00:00到24:00:00，最小精度到微秒，同样带有时区； -
time [without time zone]，与上一类型一样，只是不带时区，所以占8字节；
-
interval，时间间隔类型，占16字节，间隔时间范围可以为-178000000年到178000000年，最小精度为微秒；
下面我们来使用一下日期和时间的类型，首先创建一张表，带有日期，日期时间，时间类型。
postgres=# create table tbl_datetime(day date, year timestamp with time zone, hour time);
CREATE TABLE
postgres=# insert into tbl_datetime values(now(), now(), CURRENT_TIME);
INSERT 0 1
postgres=# select * from tbl_datetime ;
day | year | hour
------------+-------------------------------+-----------------
2024-03-13 | 2024-03-13 22:53:13.555858+08 | 22:53:13.555858
(1 row)
然后插入数据，这里使用了now()来获取当前的日期和时间，用CURRENT_TIME获取当前的时间；
查询可以看到默认格式的显示，当前时区为东8区。
总结
在本章节中，介绍了postgresql数据库中的数据类型，同时详细对常用的整型，浮点，字符串，日期时间类型进行了介绍，占用的存储空间，表示的范围，以及它们的精度，尤其对于字符类型，最好采用变长的类型来减少存储空间，从而提升查询效率。
六、结尾
非常感谢大家的支持，在浏览的同时别忘了留下您宝贵的评论，如果觉得值得鼓励，请点赞，收藏，我会更加努力！
作者邮箱：[email protected]
如有错误或者疏漏欢迎指出，互相学习。
注：未经同意，不得转载！