oracle collection

Collections Overview

一、Types of Collections

1、Associative arrays 数组
它是同种类型的一维、无边界的稀疏集合，只能用于 PL/SQL。
DECLARE TYPE t_name IS TABLE OF varchar2(10) INDEX BY PLS_INTEGER; --创建 Collection
i_name t_name; --创建 instance
l_row PLS_INTEGER;
BEGIN
i_name(202020):='aaa';
i_name(-125):='bbb';
i_name(88):='ccc'; --赋值，row number 可以为任何整数，且可以跳跃（稀疏的），也不用按照顺序赋值，其内部最终按照 row number 排序
l_row := i_name.FIRST; --返回第一个 row number
l_row := i_name.NEXT (l_row); --返回 l_row 之后的一个 row number，会自动跳过为空的行
DBMS_OUTPUT.put_line (i_name (l_row)); --返回指定行的值
END;

2、Nested tables 嵌套表
也是同种类型的一维无边界集合。起初它是密集的，经过删除操作会变成稀疏。它可以在 PL/SQL 和 Database（某一列为一个嵌套表）中被定义。它是 multisets 的，也就是说 nested table 中的元素没有内在的顺序
DECLARE TYPE t_name IS TABLE OF varchar2(10); --创建 Collection，和 Associative arrays 相差一个 INDEX BY
i_n1 t_name := t_name(); --创建 instance，需要使用构造函数
i_n2 t_name := t_name();
i_n3 t_name := t_name();
BEGIN
i_n1.EXTEND(2); --赋值前要分配空间
i_n1(1):='aaa'; --赋值，row number 最小为 1，最大为 EXTEND 分配的空间数，可以跳过某个行不分配则为 null
i_n1(2):='bbb';
i_n2.EXTEND; --分配一个空间
i_n2(1):='bbb';
i_n3 := i_n1 MULTISET EXCEPT i_n2; --10g 开始提供的功能，将 i_n1 中除去 i_n2 的值，赋值给 i_n3
FOR l_row IN i_n1.FIRST .. i_n1.LAST --从行首到行尾，依次输出
LOOP
DBMS_OUTPUT.put_line (i_n1(l_row));
END LOOP;
END;

3、VARRAYs 变量数组
VARRAYs (variable-sized arrays)，也是同种类型的一维集合。但它是有界且不稀疏的。在定义 VARRAYs 时要指定它的最大范围。VARRAYs 也可以在 PL/SQL 和 Database 中被定义，但它其中的元素是有顺序的。
DECLARE TYPE t_name IS VARRAY (2) OF VARCHAR2 (10); --创建 Collection，需要指定最大范围
i_n1 t_name := t_name(); --创建 instance，需要使用构造函数
BEGIN
i_n1.EXTEND(2); --赋值前要分配空间，不能超过最大范围
i_n1(1):='aaa'; --赋值，row number 最小为 1，最大为 EXTEND 分配的空间数
i_n1(2):='bbb';
END;

二、Where You Can Use Collections

1、作为 record 的成分
2、作为程序的参数
由于 Oracle 没有预定的集合类型，当作为参数使用前，需要定义集合类型：
1.用 CREATE TYPE 定义 schema-level 类型
2.在 package specification 中声明
3.在外层作用域定义
3、作为函数的返回值
1.返回集合直接赋值给 collection variable，这时这个 collection variable 不需要初始化
2.将返回集合中的一个元素赋值给一个类型兼容的变量
variable_of_element_type := function() (subscript);
如果函数返回空值，在赋值时会产生 COLLECTION_IS_NULL 异常，应该捕获并适当处理该异常
4、作为数据库表的列
当使用 nested table datatype 作为列时，必须指定 store table 的名字：
CREATE TABLE personality_inventory (
person_id NUMBER,
favorite_colors Color_tab_t,
date_tested DATE,
test_results BLOB)
NESTED TABLE favorite_colors STORE AS favorite_colors_st;
不能对 store table 进行维护或者试图直接查询、存储数据，只能通过 outer table 来获取它的属性。也不能指定它的 storage parameters，它继承与 outermost table。
nested tables 和 VARRAYs 的区别在于，VARRAY 和其它数据一起存于表内，而 nested table 存于表外，VARRAY 适合 "small" arrays，nested table 适合 "large" arrays。
5、作为 object type 的属性

三、Choosing a Collection Type

1.如果要用稀疏 array，那么只能使用 associative array，虽然可以先分配 nested table 在删除其中的项目，但效率很低
2.如果在 PL/SQL 中要用负数的下标，只能用 associative array
3.如果使用 10g，希望使用 set 层面的操作，那么选择 nested tables + MULTISET EXCEPT 的方法
4.如果要限制存储的行数，使用 VARRAYs
5.如果要在 column 中存储大数据量集合，那么使用 nested table，Oracle可以使用单独的表来存储它
6.如果你想将存在 collection column 中的数据保持原有顺序，并且数据量很小，可以使用 VARRAY，小的概念可以按照 BLOCK 的大小来判断，如果数据量超过一个 BLOCK，将会产生行连接
7.还有些情况适合使用 VARRAY：you don't want to worry about deletions occurring in the middle of the data set; your data has an intrinsic upper bound; or you expect, in general, to retrieve the entire collection simultaneously.

Collection Methods (Built-Ins)

Collection methods 只能用于 PL/SQL，不能在 SQL 中使用

1、The COUNT Method
用于计算 associative array, nested table, or VARRAY 中元素的个数，使用 DELETEd or TRIMmed 将减少 COUNT
定义：
FUNCTION COUNT RETURN PLS_INTEGER;
对于初始化了，但不包含元素的 collection 返回 0，对于空的 associative array 也返回 0
如果对未初始化的 nested table or a VARRAY 使用 COUNT 将返回 COLLECTION_IS_NULL 异常，associative arrays 无需初始化，故不会返回异常

2、The DELETE Method
DELETE 用于删除 collection 中的一个、多个或者全部元素：
1.不加参数，删除所有元素，对于 VARRAYs 只能使用这种方法，因为 VARRAYs 不能使稀疏的，要删除一行，只能用 TRIM 删除最后一行
2.DELETE(i) 删除第 i 行
3.DELETE(i,j) 删除第 i~j 行
对于使用参数的 DELETE，其实使用一个占位符来代替删除的元素，以后还可以为它们再赋值，赋值之后在 COUNT 中又开始计数。从物理角度来考虑，PL/SQL 只有在删除足够多数量的元素，以至于可以释放 entire page of memory 时才释放内存，但不加参数的 DELETE 是立即释放所有内存的
定义：
PROCEDURE DELETE;
PROCEDURE DELETE (i [BINARY_INTEGER | VARCHAR2(size_limit)]);
PROCEDURE DELETE (i [BINARY_INTEGER | VARCHAR2(size_limit)],
j [BINARY_INTEGER | VARCHAR2(size_limit)]);
如果 i,j 超出范围，不会出现异常，只是删除在范围内的，超出部分忽略
如果对未初始化的 nested table or a VARRAY 使用 DELETE 将返回 COLLECTION_IS_NULL 异常

3、The EXISTS Method
判断 collection 中的指定行是否存在，如果以前存在，后来被 DELETE 了，那也返回 false
定义：
FUNCTION EXISTS (i IN [BINARY_INTEGER | VARCHAR2(size_limit)]) RETURN BOOLEAN;

4、The EXTEND Method
用于为 nested table or VARRAY 分配空间
1.不加参数，分配一个 null element
2.EXTEND(n)，分配 n 个 null element
3.EXTEND(n,i)，分配 n 个和第 i 值相同的 element，这对于有 NOT NULL 限制的 element 是必要的
定义：
PROCEDURE EXTEND (n PLS_INTEGER:=1);
PROCEDURE EXTEND (n PLS_INTEGER, i PLS_INTEGER);
如果用 DELETEd or TRIMmed 删除了 collection 的最后一个元素，再 EXTEND 时，会跳过这个，在后面分配空间
如果对未初始化的 nested table or a VARRAY 使用 DELETE 将返回 COLLECTION_IS_NULL 异常，如果 EXTEND 超过 VARRAY 的最大限制，将返回 SUBSCRIPT_BEYOND_LIMIT 异常

5、The FIRST and LAST Methods
分别返回 COLLECTION 中可用的最低和最高下标，被 DELETE 的不会显示
定义：
FUNCTION FIRST RETURN PLS_INTEGER;
FUNCTION LAST RETURN PLS_INTEGER;
对于初始化了，但没有元素的 COLLECTION，都返回 null；对于至少有一个 element 的 VARRAYs，FIRST 总为 1，LAST 总等于 COUNT
如果对未初始化的 nested table or a VARRAY 使用 FIRST and LAST 将返回 COLLECTION_IS_NULL 异常

6、The LIMIT Method
返回 VARRAY 的最大数目限制，如果用于 nested tables or to associative arrays 将返回 NULL
定义：
FUNCTION LIMIT RETURN PLS_INTEGER;
如果对未初始化的 nested table or a VARRAY 使用 LIMIT 将返回 COLLECTION_IS_NULL 异常

7、The PRIOR and NEXT Methods
用于遍历 COLLECTION 中的内容
定义：
FUNCTION PRIOR (i [BINARY_INTEGER | VARCHAR2(size_limit)])
RETURN [BINARY_INTEGER | VARCHAR2(size_limit)];
FUNCTION NEXT (i [BINARY_INTEGER | VARCHAR2(size_limit)])
RETURN [BINARY_INTEGER | VARCHAR2(size_limit)];
如果应用于初始化了但为空的 COLLECTION 时，返回 null；如果 i 大于等于 COUNT，则 NEXT 返回 null；如果 i 小于等于 FIRST，则 PRIOR 返回 null
就目前来说，如果 i 大于 COUNT，则 PRIOR 返回 LIMIT；如果 i 小于 FIRST，则 NEXT 返回 LIMIT，但以后的版本不知道是不是这样了
如果对未初始化的 nested table or a VARRAY 使用 PRIOR and NEXT 将返回 COLLECTION_IS_NULL 异常

8、The TRIM Method
由于删除 nested table or VARRAY 末尾的 n 行，如果不加参数，删除最后一行，如果用于 associative array 将产生编译时错误
DELETE and TRIM 联合使用将产生重复删除的问题，比如 DELETE 删除最后一行之后，再用 TRIM 删除最后 n 行时，其实 TRIM 重复操作了被 DELETE 删除的那行（因为删除之后变成了占位符），使得实际上少删除一行，因此 Oracle 建议两者不要混合使用
定义：
PROCEDURE TRIM (n PLS_INTEGER:=1);
如果 n 为 null，TRIM 不做任何事情
如果对未初始化的 nested table or a VARRAY 使用 TRIM 将返回 COLLECTION_IS_NULL 异常
如果 TRIM 的 n 大于实际存在的元素个数，那么返回 SUBSCRIPT_BEYOND_COUNT 异常

Working with Collections

一、Declaring Collection Types

两种声明方法：
1.在 PL/SQL 中使用 TYPE 语句，如果定义在 package 中，对于使用该类型的用户要将 package 的 EXECUTE 权限授予该用户
2.对于 nested table type or VARRAY type 在 schema-level 使用 CREATE TYPE 命令，并将该类型的 EXECUTE 权限授予需要使用的用户

Declaring an associative array collection type
TYPE table_type_name IS TABLE OF datatype [ NOT NULL ]
INDEX BY index_type;
datatype 包括：
1.Scalar datatype：VARCHAR2, CLOB, POSITIVE, DATE, or BOOLEAN 等等
2.Anchored datatype：使用 %TYPE、%ROWTYPE
3.Complex datatype：9i R2 开始可以使用 object types and collection types
index_type 包括：
INDEX BY BINARY_INTEGER;（9i R2 之前只能使用该类型）
INDEX BY PLS_INTEGER;
INDEX BY POSITIVE;
INDEX BY NATURAL;
INDEX BY SIGNTYPE;
INDEX BY VARCHAR2(32767);
INDEX BY table.column%TYPE;
INDEX BY cursor.column%TYPE;
INDEX BY package.variable%TYPE;
INDEX BY package.subtype;

Declaring a nested table or VARRAY
CREATE [ OR REPLACE ] TYPE type_name AS | IS
TABLE OF element_datatype [ NOT NULL ];
CREATE [ OR REPLACE ] TYPE type_name AS | IS
VARRAY (max_elements) OF element_datatype [ NOT NULL ];
DROP TYPE type_name [ FORCE ];
element_datatype 包括：大部分 scalar datatypes, an object type, or a REF object type，如果是 object type，那么它的属性不能是 collection 类型；在 PL/SQL 中，如果是 RECORD，那么它只能包含 scalars or objects 类型
FORCE：即使该 collection type 被其它类型引用，也 drop 它

Changing nested table or VARRAY characteristics

1.改变 VARRAY 元素最大个数：
ALTER TYPE list_t MODIFY LIMIT 100 INVALIDATE | CASCADE
2.改变元素类型为 variable character, RAW, or numeric 的类型长度或精度
CREATE TYPE list_t AS VARRAY(10) OF VARCHAR2(80);
ALTER TYPE list_t MODIFY ELEMENT TYPE VARCHAR2(100) INVALIDATE | CASCADE
INVALIDATE：所有使用该类型的对象失效
CASCADE：将改变传递给所有使用该类型的对象

二、Declaring and Initializing Collection Variables

collection_name collection_type [:= collection_type (...)];
对于 nested table or VARRAY 需要用构造函数初始化，构造函数可以可以接受用逗号分割的初始值作为参数，如果不初始化就使用会得到错误：ORA-06531: Reference to uninitialized collection

1、Initializing implicitly during direct assignment

同一 collection type （必须同一个类型，哪怕元素类型相同的不同 collection type 也不行）的不同变量，可以通过直接赋值进行隐式初始化
DECLARE
earth_colors Color_tab_t := Color_tab_t('BRICK', 'RUST', 'DIRT');
wedding_colors Color_tab_t; --必须同一类型，都是 Color_tab_t，这里没有初始化
BEGIN
wedding_colors := earth_colors; --赋值时同时初始化
wedding_colors(3) := 'CANVAS';
END;

2、Initializing implicitly via FETCH

如果表中的列是 Collection type，那么可以像一般类型一样通过 select ... into、FETCH 直接将值传递给相同类型的变量，并可以自动给该变量初始化

三、Populating Collections with Data

Using the assignment operator
1.单个赋值：
countdown_test_list (43) := 'Internal pressure';
2.整个 record （结构要一致）赋值：
DECLARE
TYPE emp_copy_t IS TABLE OF emp%ROWTYPE;
l_emps emp_copy_t := emp_copy_t( );
l_emprec emp%ROWTYPE;
BEGIN
l_emprec.ename := 'Steven';
l_emprec.salary := 10000;
l_emps.EXTEND
l_emps (l_emps.LAST) := l_emprec;
END;
相同的还可以使用 select ... into、cursor FOR loop、select ... BULK COLLECT into（9i R2 之后，可将整个表赋值给 Collection，不需要初始化） 进行赋值
3.相同类型的 Collection 直接赋值（不需要初始化）

四、Accessing Data Inside a Collection
需要注意几点：
1.对于稀疏 Collection，当访问不存在的元素时会产生 NO_DATA_FOUND 异常
2.访问超出 EXTEND 分配空间的元素时产生 ORA-06533: Subscript beyond count 异常
3.对于 VARRAY，访问大于最大元素个数的元素时产生 ORA-06532: Subscript outside of limit 异常

五、Collections of Complex Datatypes
Collections of records
可以定义元素类型为 record 的 collection，使用 %ROWTYPE or a programmer-defined record type。适用于 PL/SQL，如果是定义在表的列上，不能使用 %ROWTYPE

Multilevel collections
9i R2 开始可以定义 collection 的元素类型也为 collection，既 collection 嵌套，被称为 multilevel collections，通过这种方法，可以构造多维 collection。

六、Using String-Indexed Collections
9i R2 开始可以使用 strings 作为 index type，FIRST, LAST, PRIOR, and NEXT 方法返回的也是 strings

七、Working with Collections in SQL
Oracle8 开始提供 collection pseudo-functions，它们可以使数据表和 collection 的数据互相转换，只能用于 SQL 语句中

1.The CAST pseudo-function
在 SQL 中，用于将 built-in datatype or collection type 转换为另一种 built-in datatype or collection type
CREATE TYPE Color_nt AS TABLE OF VARCHAR2(30);
CREATE TYPE Color_vat AS VARRAY(16) OF VARCHAR2(30);
CREATE TABLE color_models (
model_type VARCHAR2(12),
colors Color_vat);
SELECT COLUMN_VALUE FROM
TABLE (SELECT CAST(colors AS Color_nt)
FROM color_models
WHERE model_type = 'FGB');

2.The MULTISET pseudo-function
MULTISET 必须和 CASTs 一起使用，MULTISET 将数据集转换为 collection，SQL MULTISET function 和操作 nested tables 的 PL/SQL MULTISET 是完全不同的
SELECT CAST (MULTISET (SELECT field FROM table) AS collection-type)
FROM DUAL;
As with the CAST pseudo-function, MULTISET cannot serve as the target of an INSERT, UPDATE, or DELETE statement.

3.The TABLE pseudo-function
TABLE 将 collection 转换为可以 SELECT from 的结果集，既将 collection 中的内容像数据表一样 select 出来
例如，表中含有 collection 字段，现在要找出 collection 中包含某个内容的所有数据：
SELECT *
FROM color_models c
WHERE 'RED' IN
(SELECT COLUMN_VALUE FROM TABLE(c.colors));

MODEL_TYPE COLORS
------------ ------------------------------------------------------
RGB COLOR_TAB_T('RED', 'GREEN', 'BLUE')

COLUMN_VALUE 是 TABLE operator 创建的 system-defined 列名

Nested Table Multiset Operations

10g 之后针对 nested tables 提供了 high-level set operations，将其作为 multisets 对待

Operation Return value Description
= BOOLEAN 比较两个 nested tables，如果 named type、cardinality、elements 相等，返回 TRUE，如果 nested table 中包含 null 则必不相等。10g 之前要比较，只能通过一个个元素来比较
<> or != BOOLEAN 比较两个 nested tables 是否不同
[NOT] IN ( ) BOOLEAN 判断左边的 nested table 是否在右边括号中的 nested tables list 中
x MULTISET EXCEPT NESTED TABLE 返回一个 NESTED TABLE，它的元素在 x 中，但不在 y 中，所有的 NESTED TABLE 都必须是相同类型的。DISTINCT 表示返回的 nested table 中除去重复元素
[DISTINCT] y
x MULTISET INTERSECT NESTED TABLE 返回一个 NESTED TABLE，它的元素是 x 和 y 中元素的交集
[DISTINCT] y
x MULTISET UNION NESTED TABLE 返回一个 NESTED TABLE，它的元素是 x 和 y 中元素的并集
[DISTINCT] y
SET(x) NESTED TABLE 返回一个 NESTED TABLE，包含 x 中不重复的所有元素
x IS [NOT] A SET BOOLEAN 判断 x 中的元素是否有重复值
x IS [NOT] EMPTY BOOLEAN 判断 x 是否为空
e [NOT] MEMBER BOOLEAN 判断表达式 e 是否包含在 x 的元素中
[OF] x
y [NOT] SUBMULTISET BOOLEAN 判断 y 的元素是否全都包含在 x 的元素中
[OF] x

Maintaining Schema-Level Collections

一、Necessary Privileges
如果创建 Schema-Level 的 nested tables and VARRAYS，其它 Schema 如果需要使用该类型必须有该类型的 EXECUTE 权限：
GRANT EXECUTE on Color_tab_t TO JOE;
对于包含 Schema-Level Collections 的 packages, procedures, functions 只要有这些过程的 EXECUTE 权限就可以使用这些类型了，但对于 PL/SQL anonymous blocks 中使用这些类型，只能直接将这些类型的 EXECUTE 权限授予执行的用户
如果某表的一列为 Schema-Level Collection 类型，对该表要有 SELECT, INSERT, UDPATE, and DELETE 权限才能做相应的操作，其次在 INSERT or UPDATE 时还需要有该 Collection 类型的 EXECUTE 权限

二、Collections and the Data Dictionary
1.USER_TYPES
所有创建的类型
SELECT type_name FROM user_types
WHERE typecode ='COLLECTION';
2.USER_SOURCE
类型的定义
SELECT text FROM user_source
WHERE name = 'FOO_T' AND type = 'TYPE'
ORDER BY line;
3.USER_DEPENDENCIES
依赖创建的类型的对象
SELECT name, type FROM user_dependencies
WHERE referenced_name='FOO_T';