oracle的number的浅析

author：skate

time：2011-02-14



oracle的number的浅析



从如下几个方面来认识number

1.表示的数值范围
2.占用的存储空间
3.number的性能



我们日常主要定义数值存储列是大都是用number，不过oracle也兼容一些以他类型，如下：



NUMERIC(p,s)：完全映射至NUMBER(p,s)。如果p未指定，则默认为38.
DECIMAL(p,s)或DEC(p,s)：完全映射至NUMBER(p,s)。如果p为指定，则默认为38.
INTEGER或INT：完全映射至NUMBER(38)类型。
SMALLINT：完全映射至NUMBER(38)类型。
FLOAT(b)：映射至NUMBER类型。
DOUBLE PRECISION：映射至NUMBER类型。
REAL：映射至NUMBER类型。



以上这些类型只是oracle在语法上支持的，在底层实际上还是number



1.表示的数值范围

NUMBER：Oracle NUMBER类型能以极大的精度存储数值，具体来讲，精度可达38位。其底层数据格式类似一种
“封包小数“表示。Oracle NUMBER类型是一种变长格式，长度为0～22字节。它可以存储小到10e-130、
大到（但不包括）10e126的任何数值。这是目前最为常用的数值类型。也是Oracle9i Release 2及以
前的版本只支持的唯一一种适合存储数值数据的固有数据类型，其他一起兼容类型只是一种和number
之间的映射，在底层实际上都是number

BINARY_FLOAT：这是一种IEEE固有的单精度浮点数。它在磁盘上会占用5字节的存储空间：其中4个固定字节用
于存储浮点数，另外还有一个长度字节。BINARY_FLOAT能存储有6为精度、范围在～±1038.53
的数值

BINARY_DOUBLE：这是一种IEEE固有的双精度浮点数。它在磁盘上会占用9字节的存储空间：其中8个固定字节用
于存储浮点数，还有一个长度字节。BINARY_DOUBLE能存储有12.位精度、范围在～±10308.25的
数值。



取值范举例：



创建测试表t2
SQL> create table t2
2 ( num_type number,
3 float_type binary_float,
4 double_type binary_double
5 );

Table created





插入测试数据1
SQL>
SQL> insert into t2
2 (num_type, float_type, double_type)
3 values
4 (1234567890.0987654321, 1234567890.0987654321, 1234567890.0987654321);

1 row inserted





查看测试数据1
SQL>
SQL> select to_char(num_type),
2 to_char(float_type, '999999999999.999999999'),
3 to_char(double_type, '99999999999.9999999999')
4 from t2
5 ;

TO_CHAR(NUM_TYPE) TO_CHAR(FLOAT_TYPE,'9999999999 TO_CHAR(DOUBLE_TYPE,'999999999
--------------------------- -----------------------------------------------------------------------------------
1234567890.0987654321 1234567940.000000000 1234567890.0987654000







插入测试数据2
SQL>
SQL> insert into t2
2 (num_type, float_type, double_type)
3 values
4 (12345678900987654321, 12345678900987654321, 12345678900987654321);

1 row inserted





查看测试数据2
SQL>
SQL> select to_char(num_type),
2 to_char(float_type, '999999999999999999999'),
3 to_char(double_type, '999999999999999999999')
4 from t2
5 ;

TO_CHAR(NUM_TYPE) TO_CHAR(FLOAT_TYPE,'9999999999 TO_CHAR(DOUBLE_TYPE,'999999999
---------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------
1234567890.0987654321 1234567940 1234567890
12345678900987654321 12345679400000000000 12345678900987654000

SQL>





从测试结果可以看到，number可以正确显示数据，精度很高；binary_float只正确的显示了前7位；binary_double显示的数据范围和精度要比binary_float高很多。





2.占用的存储空间



number类型占用0-22个字节，它实际上是磁盘上的一个变长数据类型，是oracle根据一定算法，采用尽可能少存储空间表示一个数



SQL> create table t ( x number, y number );

Table created



SQL>
SQL> insert into t ( x )
2 select to_number(rpad('9',rownum*2,'9'),'999999999999999999999999999999999999999999999999999999999')
3 from all_objects
4 where rownum <= 25;

25 rows inserted



SQL> update t set y = x+1;

25 rows updated



SQL> column 数字1 format 9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

SQL> column 数字2 format 9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

SQL> select to_char(x) 数字1, to_char(y) 数字2, vsize(x) 数字1占字节数, vsize(y) 数字2占字节数 from t order by x;

数字1 数字2 数字1占字节数 数字2占字节数
----------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------- ------------- -------------
99 100 2 2
9999 10000 3 2
999999 1000000 4 2
99999999 100000000 5 2
9999999999 10000000000 6 2
999999999999 1000000000000 7 2
99999999999999 100000000000000 8 2
9999999999999999 10000000000000000 9 2
999999999999999999 1000000000000000000 10 2
99999999999999999999 100000000000000000000 11 2
9999999999999999999999 10000000000000000000000 12 2
999999999999999999999999 1000000000000000000000000 13 2
99999999999999999999999999 100000000000000000000000000 14 2
9999999999999999999999999999 10000000000000000000000000000 15 2
999999999999999999999999999999 1000000000000000000000000000000 16 2
99999999999999999999999999999999 100000000000000000000000000000000 17 2
9999999999999999999999999999999999 10000000000000000000000000000000000 18 2
999999999999999999999999999999999999 1000000000000000000000000000000000000 19 2
99999999999999999999999999999999999999 100000000000000000000000000000000000000 20 2
9999999999999999999999999999999999999999 1.0000000000000000000000000000000000E+40 21 2

数字1 数字2 数字1占字节数 数字2占字节数
--------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------- -------------
1.0000000000000000000000000000000000E+42 1.0000000000000000000000000000000000E+42 2 2
1.0000000000000000000000000000000000E+44 1.0000000000000000000000000000000000E+44 2 2
1.0000000000000000000000000000000000E+46 1.0000000000000000000000000000000000E+46 2 2
1.0000000000000000000000000000000000E+48 1.0000000000000000000000000000000000E+48 2 2
1.0000000000000000000000000000000000E+50 1.0000000000000000000000000000000000E+50 2 2

25 rows selected

SQL>





从例子可以看出，在oracle存储有效数据（非0数据）时，每增加两位数，数据的存储空间就增加一个字节，直到数据溢出。
Oracle存储一个数时，会存储尽可能少的内容来表示这个数。为此会存储有效数字和用于指定小数点位置的一个指数，以及
有关数值符号的信息（正或负）。因此，数中包含的有效数字越多，占用的存储空间就越大。



BINARY_FLOAT与BINARY_DOUBLE

浮点数用于近似数值；它们没有Oracle内置的 NUMBER类型那么精确。浮点数常用在科学计算中，由于允许在硬件（CPU、芯片）
上执行运算，而不是在Oracle子例程中运算，所以在多种不同类型的应用中都很有用。因此，如果在一个科学计算应用中执行
实数处理，算术运算的速度会快得多。



BINARY_FLOAT在磁盘上会占用5字节的存储空间：其中4个固定字节用于存储浮点数，另外还有一个长度字节
BINARY_DOUBLE在磁盘上会占用9字节的存储空间：其中8个固定字节用于存储浮点数，另外还有一个长度字节







3.number的性能
Oracle NUMBER类型对大多数应用来讲都是最佳的选择，尤其是经融行业，不过有利必有弊，number会带来性能的影响。
因为Oracle NUMBER类型是一种软件数据类型，是在Oracle软件本身中实现。我们不能使用固有硬件操作将两个NUMBER
类型相加，这要在软件中模拟，所以性能有很大的影响，为此，oracle又提供的两个浮点类型的BINARY_FLOAT与BINARY_DOUBLE。





下面举例说明性能对比



创建测试表
SQL> create table t2
2 ( num_type number,
3 float_type binary_float,
4 double_type binary_double
5 );

Table created



SQL>
SQL> insert /*+ APPEND */ into t2
2 select rownum, rownum, rownum
3 from all_objects
4 ;

57302 rows inserted



SQL> alter session set events '10046 trace name context forever ,level 1';

Session altered



SQL> select sum(ln(num_type)) from t2;

SUM(LN(NUM_TYPE))
-----------------
570510.312356972



SQL> select sum(ln(float_type)) from t2;

SUM(LN(FLOAT_TYPE))
-------------------
570510.31235697



SQL> select sum(ln(double_type)) from t2;

SUM(LN(DOUBLE_TYPE))
--------------------
570510.31235697



SQL> select sum(ln(cast(num_type as binary_double ) )) from t2;

SUM(LN(CAST(NUM_TYPEASBINARY_D
------------------------------
570510.31235697



SQL> alter session set events '10046 trace name context off ';

Session altered

SQL>



查看跟踪文件内容如下：



........

********************************************************************************

select sum(ln(num_type))
from
t2

call count cpu elapsed disk query current rows
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
Parse 1 0.00 0.00 0 3 1 0
Execute 1 0.00 0.00 0 0 0 0
Fetch 1 2.31 2.25 38 193 0 1
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
total 3 2.31 2.25 38 196 1 1

********************************************************************************

select sum(ln(float_type))
from
t2

call count cpu elapsed disk query current rows
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
Parse 1 0.00 0.00 0 1 0 0
Execute 1 0.00 0.00 0 0 0 0
Fetch 1 0.04 0.04 0 193 0 1
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
total 3 0.04 0.04 0 194 0 1

********************************************************************************

select sum(ln(double_type))
from
t2

call count cpu elapsed disk query current rows
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
Parse 1 0.00 0.00 0 1 0 0
Execute 1 0.00 0.00 0 0 0 0
Fetch 1 0.03 0.04 0 193 0 1
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
total 3 0.04 0.04 0 194 0 1

********************************************************************************

select sum(ln(cast(num_type as binary_double ) ))
from
t2

call count cpu elapsed disk query current rows
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
Parse 1 0.00 0.00 0 1 0 0
Execute 1 0.00 0.00 0 0 0 0
Fetch 1 0.10 0.09 0 193 0 1
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
total 3 0.10 0.10 0 194 0 1



从测试结果来看，number的性能确实很慢，比浮点类型BINARY_FLOAT与BINARY_DOUBLE慢57倍多，不过可以cast函数来转换下，
在对number执行复杂数学运算之前先将其转换为一种浮点数类型，这样就会提高计算速度，但还是比直接用浮点类型慢很多，
但也是一个折中的方法。















--------end-------