Oracle 如何生成连续的数字/字符/时间序列

文章目录

• 使用层次查询生成序列
• 生成一个连接的数字序列
• 生成一个间隔的数字序列
• 生成一个连续的字符序列
• 生成一个间隔的时间序列

• 创建模拟的 generate_series 函数
• 使用 generate_series 函数生成序列

• 生成一个等差数字序列
• 生成一个等比数字序列
• 生成斐波那契数列
• 生成一个连续的字符序列
• 生成一个间隔的时间序列

大家好，我是只谈技术不剪发的 Tony 老师。今天我们继续介绍如何在 Oracle 数据库中生成连续的数字/字符/时间序列。

📝如果你使用的是 MySQL 数据库，实现相同的功能可以参考这篇文章。
📝如果你使用的是 PostgreSQL，实现相同的功能可以参考这篇文章。
📝如果你使用的是 SQL Server，实现相同的功能可以参考这篇文章。

在 Oracle 中实现数据行生成的方法有很多，本文只介绍几种常用的语法。

使用层次查询生成序列

Oracle 提供了 CONNECT BY 层次查询，可以用于生成数字序列。

生成一个连接的数字序列

以下语句使用 CONNECT BY 和 LEVEL 伪列生成了一个连续的数字序列：

SELECT LEVEL AS n
FROM dual
WHERE LEVEL >= 11
CONNECT BY LEVEL <= 15;
N |
--|
11|
12|
13|
14|
15|

通过修改查询条件中的 LEVEL 范围，可以返回不同的数字序列。

除了使用 LEVEL 伪列之外，也可以使用 ROWNUM 伪列实现相同的功能：

SELECT rownum AS n
FROM dual
CONNECT BY LEVEL <= 5;
N|
-|
1|
2|
3|
4|
5|

生成一个间隔的数字序列

以下查询利用 mod 函数返回了一个从 2 到 15 之间、增量为 3 的数字序列：

SELECT LEVEL AS n
FROM dual
WHERE LEVEL >= 2 AND MOD(LEVEL-2, 3)=0
CONNECT BY LEVEL <= 15;
N |
--|
2|
5|
8|
11|
14|

以下查询返回了一个增量为 -2.5、范围从 15 到 1.4 之间的降序数字序列：

SELECT (LEVEL-1) * -2.5 + 15 AS n
FROM dual
WHERE LEVEL >= 1
CONNECT BY (LEVEL-1) * -2.5 + 15 >= 1.4;
N   |
----|
15|
12.5|
10|
7.5|
5|
2.5|

生成一个连续的字符序列

基于上面的层次查询和 chr(n) 函数可以生成连续的字符序列。例如：

SELECT CHR(LEVEL-1+65) AS letter
FROM dual
CONNECT BY LEVEL-1 <= 70-65;
LETTER|
------|
A     |
B     |
C     |
D     |
E     |
F     |

该查询返回了字符 A 到 F 的序列，chr(n) 函数用于将 ASCII 编码转化为相应的字符。

生成一个间隔的时间序列

同样基于以上层次查询和时间加减法可以生成间隔的时间序列。例如：

SELECT TIMESTAMP '2020-01-01 00:00:00' + (LEVEL-1)/24 AS ts
FROM dual
CONNECT BY LEVEL <= 12;
TS                 |
-------------------|
2020-01-01 00:00:00|
2020-01-01 01:00:00|
2020-01-01 02:00:00|
2020-01-01 03:00:00|
2020-01-01 04:00:00|
2020-01-01 05:00:00|
2020-01-01 06:00:00|
2020-01-01 07:00:00|
2020-01-01 08:00:00|
2020-01-01 09:00:00|
2020-01-01 10:00:00|
2020-01-01 11:00:00|

该查询返回了 2020-01-01 00:00:00 到 2020-01-01 12:00:00、间隔为 1 小时的所有时间点。

使用表函数生成序列

Oracle 支持表函数（table function），也就是返回结果为集合（表）的函数，可以用于模拟 PostgreSQL 中的 generate_series 函数。

创建模拟的 generate_series 函数

我们创建一个 PL/SQL 函数 generate_series：

CREATE OR REPLACE FUNCTION generate_series (pstart IN NUMBER, pstop IN NUMBER, pstep IN NUMBER DEFAULT 1)
RETURN sys.odcinumberlist DETERMINISTIC PIPELINED
AS
BEGIN
IF (pstep = 0) THEN
raise_application_error(-20001, 'step size cannot equal zero!');
END IF;

IF (pstart > pstop AND pstep > 0) OR (pstart < pstop AND pstep < 0) THEN
RETURN;
END IF;

FOR i IN 0 .. floor(abs((pstop-pstart)/pstep)) LOOP
PIPE ROW (pstart + i * pstep);
END LOOP;

RETURN;
END generate_series;

其中，sys.odcinumberlist 是 Oracle 预定义的变长数组类型；PIPELINED 表示定义管道表函数；pstart 表示数据序列的起点，pstop 表示数据序列的终点，pstep 表示每次的增量，不允许为 0，默认为 1。

使用 generate_series 函数生成序列

创建了 generate_series 函数之后，我们就可以用它来生成各种序列值。例如：

SELECT * FROM TABLE(generate_series(11, 15));
COLUMN_VALUE|
------------|
11|
12|
13|
14|
15|

SELECT * FROM TABLE(generate_series(15, 1.4, -2.5));
COLUMN_VALUE|
------------|
15|
12.5|
10|
7.5|
5|
2.5|

其中，TABLE 函数用于将数组转换为表；第一个函数返回了 11 到 15 的连续整数；第二个函数返回了 15 到 1.4 之间增量为 -2.5 的降序序列。

我们同样可以使用 generate_series 函数生成字符序列和时间序列：

SELECT chr(column_value) FROM TABLE(generate_series(65, 70));
CHR(COLUMN_VALUE)|
-----------------|
A                |
B                |
C                |
D                |
E                |
F                |

SELECT TIMESTAMP '2020-01-01 00:00:00' + (column_value-1)/24 AS ts
FROM TABLE(generate_series(1, 12));
TS                 |
-------------------|
2020-01-01 00:00:00|
2020-01-01 01:00:00|
2020-01-01 02:00:00|
2020-01-01 03:00:00|
2020-01-01 04:00:00|
2020-01-01 05:00:00|
2020-01-01 06:00:00|
2020-01-01 07:00:00|
2020-01-01 08:00:00|
2020-01-01 09:00:00|
2020-01-01 10:00:00|
2020-01-01 11:00:00|

使用通用表表达式生成序列

生成一个等差数字序列

通用表表达式（Common Table Expression）的递归调用可以用于生成各种数列。例如：

WITH t(n) AS (
SELECT 1 FROM dual
UNION ALL
SELECT n+2 FROM t WHERE n < 9
)
SELECT n FROM t;
N|
-|
1|
3|
5|
7|
9|

以上语句生成了一个从 1 递增到 9、增量为 2 的数列，执行过程如下：

• 首先，执行 CTE 中的初始化查询，生成一行数据（1）；
• 然后，第一次执行递归查询，判断 n < 9，生成一行数据 3（n+2）；
• 接着，重复执行递归查询，生成更多的数据；直到 n = 9 时不满足条件终止递归；此时临时表 t 中包含 5 条数据；
• 最后，执行主查询，返回所有的数据。

生成一个等比数字序列

上文模拟的 generate_series 函数只能生成等差数列，通用表表达式则可以生成更复杂的数列，例如等比数列：

WITH t(n) AS (
SELECT 1 FROM dual
UNION ALL
SELECT n*3 FROM t WHERE n < 100
)
SELECT n FROM t;
N  |
---|
1|
3|
9|
27|
81|
243|

从第二行开始，每个数字都是上一行的 3 倍。

生成斐波那契数列

斐波那契数列（Fibonacci series）是指从数字 0 和 1（或者从 1 和 1）开始，后面的每个数字等于它前面两个数字之和（0、1、1、2、3、5、8、13、21、…）。使用通用表表达式可以很容易地生成斐波那契数列：

WITH fibonacci (n, fib_n, next_fib_n) AS (
SELECT 1, 0, 1 FROM dual
UNION ALL
SELECT n + 1, next_fib_n, fib_n + next_fib_n
FROM fibonacci
WHERE n < 10 )
SELECT * FROM fibonacci;
N |FIB_N|NEXT_FIB_N|
--|-----|----------|
1|    0|         1|
2|    1|         1|
3|    1|         2|
4|    2|         3|
5|    3|         5|
6|    5|         8|
7|    8|        13|
8|   13|        21|
9|   21|        34|
10|   34|        55|

其中，字段 n 表示该行包含了第 n 个斐波那契数列值；字段 fib_n 表示斐波那契数列值；字段 next_fib_n 表示下一个斐波那契数列值。

生成一个连续的字符序列

基于通用表表达式和 CHR(n) 函数同样可以生成连续的字符序列，例如：

WITH t(n) AS (
SELECT 65 FROM dual
UNION ALL
SELECT n+1 FROM t WHERE n <= 70
)
SELECT chr(n) FROM t;
CHR(N)|
------|
A     |
B     |
C     |
D     |
E     |
F     |
G     |

生成一个间隔的时间序列

以下语句使用递归通用表表达式生成一个时间序列：

WITH ts(v) AS (
SELECT TIMESTAMP '2020-01-01 00:00:00' FROM dual
UNION ALL
SELECT v + 1/24 FROM ts WHERE v < TIMESTAMP '2020-01-01 12:00:00'
)
SELECT v FROM ts;
V                  |
-------------------|
2020-01-01 00:00:00|
2020-01-01 01:00:00|
2020-01-01 02:00:00|
2020-01-01 03:00:00|
2020-01-01 04:00:00|
2020-01-01 05:00:00|
2020-01-01 06:00:00|
2020-01-01 07:00:00|
2020-01-01 08:00:00|
2020-01-01 09:00:00|
2020-01-01 10:00:00|
2020-01-01 11:00:00|
2020-01-01 12:00:00|

以上查询返回了一个表，数据为 2020-01-01 00:00:00 到 2020-01-01 12:00:00，间隔为 1 小时的时间点。

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