Типы данных Transact-SQL

Работа с базами данных в .NET Framework --- SQL Server 2012 --- Типы данных

Все значения в столбце должны быть одного типа данных. (Единственным исключением из этого правила являются значения типа данных SQL_VARIANT.) Используемые в Transact-SQL типы данных можно разбить на следующие категории:

числовые типы;
символьные типы;
временные типы (даты и/или времени);
прочие типы данных.

Все эти категории данных рассматриваются далее в последующих разделах.

Числовые типы данных

Как и следовало ожидать по их названию, числовые типы данных применяются для представления чисел. Эти типы и их краткое описание приводятся в таблице ниже:

Числовые типы данных T-SQL
Тип данных	Описание
INTEGER	Представляет целочисленные значения длиной в 4 байта в диапазоне от -2³² до 2³² - 1. INT - сокращенная форма от INTEGER.
SMALLINT	Представляет целочисленные значения длиной в 2 байта в диапазоне от -32 768 до 32 767
TINYINT	Представляет целочисленные значения длиной в 1 байт в диапазоне от 0 до 255
BIGINT	Представляет целочисленные значения длиной в 8 байт в диапазоне от -2⁶³ до 2⁶³ - 1
DECIMAL(p,[s])	Представляет значения с фиксированной точкой. Аргумент p (precision - точность) указывает общее количество разрядов, а аргумент s (scale - степень) - количество разрядов справа от полагаемой десятичной точки. В зависимости от значения аргумента p, значения decimal сохраняются в 5 до 17 байтах. DEC - сокращенная форма от DECIMAL.
NUMERIC(p,[s])	Синоним DECIMAL.
REAL	Применяется для представления значений с плавающей точкой. Диапазон положительных значений простирается приблизительно от 2,23E -308 до -1,18E -38. Также может быть представлено и нулевое значение.
FLOAT[(p)]	Подобно типу REAL, представляет значения с плавающей точкой [(p)]. Аргумент p определяет точность. При значении p < 25 представляемые значения имеют одинарную точность (требуют 4 байта для хранения), а при значении p >= 25 - двойную точность (требуют 8 байтов для хранения).
MONEY	Используется для представления денежных значений. Значения типа MONEY соответствуют 8-байтовым значениям типа DECIMAL, округленным до четырех разрядов после десятичной точки
SMALLMONEY	Представляет такие же значения, что и тип MONEY, но длиной в 4 байта

Символьные типы данных

Существует два общих вида символьных типов данных. Строки могут представляться однобайтовыми символами или же символами в кодировке Unicode. (В кодировке Unicode для представления одного символа применяется несколько байтов.) Кроме этого, строки могут быть разной длины. В таблице ниже перечислены категории символьных типов данных с их кратким описанием.

Символьные типы данных T-SQL
Тип данных	Описание
CHAR[(n)]	Применяется для представления строк фиксированной длины, состоящих из n однобайтовых символов. Максимальное значение n равно 8000. CHARACTER(n) - альтернативная эквивалентная форма CHAR(n). Если n явно не указано, то его значение полагается равным 1.
VARCHAR[(n)]	Используется для представления строки однобайтовых символов переменной длины (0 < n < 8 000). В отличие от типа данных CHAR, количество байтов для хранения значений типа данных VARCHAR равно их действительной длине. Этот тип данных имеет два синонима: CHAR VARYING и CHARACTER VARYING.
NCHAR[(n)]	Используется для хранения строк фиксированной длины, состоящих из символов в кодировке Unicode. Основная разница между типами данных CHAR и NCHAR состоит в том, что для хранения каждого символа строки типа NCHAR требуется 2 байта, а строки типа CHAR - 1 байт. Поэтому строка типа данных NCHAR может содержать самое большее 4000 символов. Тип NCHAR можно использовать для хранения, например, символов русского алфавита, т.к. однобайтовые кодировки не позволяют делать этого.
NVARCHAR[(n)]	Используется для хранения строк переменной длины, состоящих из символов в кодировке Unicode. Для хранения каждого символа строки типа NVARCHAR требуется 2 байта, поэтому строка типа данных NVARCHAR может содержать самое большее 4000 символов.

Тип данных VARCHAR идентичен типу данных CHAR, за исключением одного различия: если содержимое строки CHAR(n) короче, чем n символов, остаток строки заполняется пробелами. А количество байтов, занимаемых строкой типа VARCHAR, всегда равно количеству символов в ней.

Типы данных времени

В языке Transact-SQL поддерживаются следующие временные типы данных:

DATETIME;
SMALLDATETIME;
DATE;
TIME;
DATETIME2;
DATETIMEOFFSET.

Типы данных DATETIME и SMALLDATETIME применяются для хранения даты и времени в виде целочисленных значений длиной в 4 и 2 байта соответственно. Значения типа DATETIME и SMALLDATETIME сохраняются внутренне как два отдельных числовых значения. Составляющая даты значений типа DATETIME хранится в диапазоне от 01/01/1753 до 31/12/9999, а соответствующая составляющая значений типа SMALLDATETIME - в диапазоне от 01/01/1900 до 06/06/2079. Составляющая времени хранится во втором 4-байтовом (2-байтовом для значений типа SMALLDATETIME) поле в виде числа трехсотых долей секунды (для DATETIME) или числа минут (для SMALLDATETIME), истекших после полуночи.

Если нужно сохранить только составляющую даты или времени, использование значений типа DATETIME или SMALLDATETIME несколько неудобно. По этой причине в SQL Server были введены типы данных DATE и TIME, в которых хранятся только составляющие даты и времени значений типа DATETIME, соответственно. Значения типа DATE занимают 3 байта, представляя диапазон дат от 01/01/0001 до 31/12/9999. Значения типа TIME занимают 3-5 байт и представляют время с точностью до 100 нс.

Тип данных DATETIME2 используется для представления значений дат и времени с высокой точностью. В зависимости от требований, значения этого типа можно определять разной длины, и занимают они от 6 до 8 байтов. Составляющая времени представляет время с точностью до 100 нс. Этот тип данных не поддерживает переход на летнее время.

Все рассмотренные на данный момент временные типы данных не поддерживают часовые пояса. Тип данных DATETIMEOFFSET имеет составляющую для хранения смещения часового пояса. По этой причине значения этого типа занимают от 6 до 8 байтов. Все другие свойства этого типа данных аналогичны соответствующим свойствам типа данных DATETIME2.

Значения дат в Transact-SQL по умолчанию определены в виде строки формата 'ммм дд гггг' (например, 'Jan 10 1993'), заключенной в одинарные или двойные кавычки. (Но относительный порядок составляющих месяца, дня и года можно изменять с помощью инструкции SET DATEFORMAT. Кроме этого, система поддерживает числовые значения для составляющей месяца и разделители / и -.) Подобным образом, значение времени указывается в 24-часовом формате в виде 'чч:мм' (например, '22:24').

Язык Transact-SQL поддерживает различные форматы ввода значений типа DATETIME. Как уже упоминалось, каждая составляющая определяется отдельно, поэтому значения дат и времени можно указать в любом порядке или отдельно. Если одна из составляющих не указывается, система использует для него значение по умолчанию. (Значение по умолчанию для времени - 12:00 AM (до полудня).)

Двоичные и битовые типы данных

К двоичным типам данным принадлежат два типа: BINARY и VARBINARY. Эти типы данных описывают объекты данных во внутреннем формате системы и используются для хранения битовых строк. По этой причине значения этих типов вводятся, используя шестнадцатеричные числа.

Значения битового типа bit содержат лишь один бит, вследствие чего в одном байте можно сохранить до восьми значений этого типа. Краткое описание свойств двоичных и битовых типов данных приводится в таблице ниже:

Двоичные и битовые типы данных T-SQL
Тип данных	Описание
BINARY[(n)]	Определяет строку битов фиксированной длины, содержащую ровно n байтов(0 < n < 8000)
VARBINARY[(n)]	Определяет строку битов переменной длины, содержащую до n байтов (0 < n < 8000)
BIT	Применяется для хранения логических значений, которые могут иметь три возможных состояния: false, true и null

Тип данных больших объектов

Тип данных LOB (Large OBject - большой объект) используется для хранения объектов данных размером до 2 Гбайт. Такие объекты обычно применяются для хранения больших объемов текстовых данных и для загрузки подключаемых модулей и аудио- и видеофайлов. В языке Transact-SQL поддерживаются следующие типы данных LOB:

VARCHAR(MAX);
NVARCHAR(MAX);
VARBINARY(MAX).

Начиная с версии SQL Server 2005, для обращения к значениям стандартных типов данных и к значениям типов данных LOB применяется одна и та же модель программирования. Иными словами, для работы с объектами LOB можно использовать удобные системные функции и строковые операторы.

В компоненте Database Engine параметр MAX применяется с типами данных VARCHAR, NVARCHAR и VARBINARY для определения значений столбцов переменной длины. Когда вместо явного указания длины значения используется значение длины по умолчанию MAX, система анализирует длину конкретной строки и принимает решение, сохранять ли эту строку как обычное значение или как значение LOB. Параметр MAX указывает, что размер значений столбца может достигать максимального размера LOB данной системы.

Хотя решение о способе хранения объектов LOB принимается системой, настройки по умолчанию можно переопределить, используя системную процедуру sp_tableoption с аргументом LARGE_VALUE_TYPES_OUT_OF_ROW. Если значение этого аргумента равно 1, то данные в столбцах, объявленных с использованием параметра MAX, будут сохраняться отдельно от остальных данных. Если же значение аргумента равно 0, то компонент Database Engine сохраняет все значения размером до 8 060 байт в строке таблицы, как обычные данные, а значения большего размера хранятся вне строки в области хранения объектов LOB.

Начиная с версии SQL Server 2008, для столбцов типа VARBINARY(MAX) можно применять атрибут FILESTREAM, чтобы сохранять данные BLOB (Binary Large OBject - большой двоичный объект) непосредственно в файловой системе NTFS. Основным достоинством этого атрибута является то, что размер соответствующего объекта LOB ограничивается только размером тома файловой системы.

Тип данных UNIQUEIDENTIFIER

Как можно судить по его названию, тип данных UNIQUEIDENTIFIER является однозначным идентификационным номером, который сохраняется в виде 16-байтовой двоичной строки. Этот тип данных тесно связан с идентификатором GUID (Globally Unique Identifier - глобально уникальный идентификатор), который гарантирует однозначность в мировом масштабе. Таким образом, этот тип данных позволяет однозначно идентифицировать данные и объекты в распределенных системах.

Инициализировать столбец или переменную типа UNIQUEIDENTIFIER можно посредством функции NEWID или NEWSEQUENTIALID, а также с помощью строковой константы особого формата, состоящей из шестнадцатеричных цифр и дефисов. Эти функции рассматриваются в следующей статье.

К столбцу со значениями типа данных UNIQUEIDENTIFIER можно обращаться, используя в запросе ключевое слово ROWGUIDCOL, чтобы указать, что столбец содержит значения идентификаторов. (Это ключевое слово не генерирует никаких значений.) Таблица может содержать несколько столбцов типа UNIQUEIDENTIFIER, но только один из них может иметь ключевое слово ROWGUIDCOL.

Тип данных SQL_VARIANT

Тип данных SQL_VARIANT можно использовать для хранения значений разных типов одновременно, таких как числовые значения, строки и даты. (Исключением являются значения типа TIMESTAMP.) Каждое значение столбца типа SQL_VARIANT состоит из двух частей: собственно значения и информации, описывающей это значение. Эта информация содержит все свойства действительного типа данных значения, такие как длина, масштаб и точность.

Для доступа и отображения информации о значениях столбца типа SQL_VARIANT применяется функция SQL_VARIANT_PROPERTY.

Объявлять тип столбца как SQL_VARIANT следует только в том случае, если это действительно необходимо. Например, если столбец предназначается для хранения значений разных типов данных или если при создании таблицы тип данных, которые будут храниться в данном столбце, неизвестен.

Тип данных HIERARCHYID

Тип данных HIERARCHYID используется для хранения полной иерархии. Например, в значении этого типа можно сохранить иерархию всех сотрудников или иерархию папок. Этот тип реализован в виде определяемого пользователем типа CLR, который охватывает несколько системных функций для создания узлов иерархии и работы с ними. Следующие функции, среди прочих, принадлежат к методам этого типа данных: GetLevel(), GetAncestor(), GetDescendant(), Read() и Write().

Тип данных TIMESTAMP

Тип данных TIMESTAMP указывает столбец, определяемый как VARBINARY(8) или BINARY(8) , в зависимости от свойства столбца принимать значения null. Для каждой базы данных система содержит счетчик, значение которого увеличивается всякий раз, когда вставляется или обновляется любая строка, содержащая ячейку типа TIMESTAMP, и присваивает этой ячейке данное значение. Таким образом, с помощью ячеек типа TIMESTAMP можно определить относительное время последнего изменения соответствующих строк таблицы. (ROWVERSION является синонимом TIMESTAMP.)

Само по себе значение, сохраняемое в столбце типа TIMESTAMP, не представляет никакой важности. Этот столбец обычно используется для определения, изменилась ли определенная строка таблицы со времени последнего обращения к ней.

Варианты хранения

Начиная с версии SQL Server 2008, существует два разных варианта хранения, каждый из которых позволяет сохранять объекты LOB и экономить дисковое пространство. Это следующие варианты:

хранение данных типа FILESTREAM;
хранение с использованием разреженных столбцов (sparse columns).

Эти варианты хранения рассматриваются в следующих подразделах.

Хранение данных типа FILESTREAM

Как уже упоминалось ранее, SQL Server поддерживает хранение больших объектов (LOB) посредством типа данных VARBINARY(MAX). Свойство этого типа данных таково, что большие двоичные объекты (BLOB) сохраняются в базе данных. Это обстоятельство может вызвать проблемы с производительностью в случае хранения очень больших файлов, таких как аудио- или видеофайлов. В таких случаях эти данные сохраняются вне базы данных во внешних файлах.

Хранение данных типа FILESTREAM поддерживает управление объектами LOB, которые сохраняются в файловой системе NTFS. Основным преимуществом этого типа хранения является то, что хотя данные хранятся вне базы данных, управляются они базой данных. Таким образом, этот тип хранения имеет следующие свойства:

данные типа FILESTREAM можно сохранять с помощью инструкции CREATE TABLE, а для работы с этими данными можно использовать инструкции для модифицирования данных (SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE);
система управления базой данных обеспечивает такой же самый уровень безопасности для данных типа FILESTREAM, как и для данных, хранящихся внутри базы данных.

Разреженные столбцы (sparse columns)

Цель варианта хранения, предоставляемого разреженными столбцами, значительно отличается от цели хранения типа FILESTREAM. Тогда как целью хранения типа FILESTREAM является хранение объектов LOB вне базы данных, целью разреженных столбцов является минимизировать дисковое пространство, занимаемое базой данных.

Столбцы этого типа позволяют оптимизировать хранение столбцов, большинство значений которых равны null. При использовании разреженных столбцов для хранения значений null дисковое пространство не требуется, но, с другой стороны, для хранения значений, отличных от null, требуется дополнительно от 2 до 4 байтов, в зависимости от их типа. По этой причине разработчики Microsoft рекомендуют использовать разреженные столбцы только в тех случаях, когда ожидается, по крайней мере, 20% общей экономии дискового пространства.

Разреженные столбцы определяются таким же образом, как и прочие столбцы таблицы; аналогично осуществляется и обращение к ним. Это означает, что для обращения к разреженным столбцам можно использовать инструкции SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE таким же образом, как и при обращении к обычным столбцам. Единственная разница касается создания разреженных столбцов: для определения конкретного столбца разреженным применяется аргумент SPARSE после названия столбца, как это показано в данном примере:

имя_столбца тип_данных SPARSE

Несколько разреженных столбцов таблицы можно сгруппировать в набор столбцов. Такой набор будет альтернативным способом сохранять значения во всех разреженных столбцах таблицы и обращаться к ним.

Значение NULL

Значение null - это специальное значение, которое можно присвоить ячейке таблицы. Это значение обычно применяется, когда информация в ячейке неизвестна или неприменима. Например, если неизвестен номер домашнего телефона служащего компании, рекомендуется присвоить соответствующей ячейке столбца home_telephone значение null.

Если значение любого операнда любого арифметического выражения равно null, значение результата вычисления этого выражения также будет null. Поэтому в унарных арифметических операциях, если значение выражения A равно null, тогда как +A, так и -A возвращает null. В бинарных выражениях, если значение одного или обоих операндов A и B равно null, тогда результат операции сложения, вычитания, умножения, деления и деления по модулю этих операндов также будет null.

Если выражение содержит операцию сравнения и значение одного или обоих операндов этой операции равно null, результат этой операции также будет null.

Значение null должно отличаться от всех других значений. Для числовых типов данных значение 0 и значение null не являются одинаковыми. То же самое относится и к пустой строке и значению null для символьных типов данных.

Значения null можно сохранять в столбце таблицы только в том случае, если это явно разрешено в определении данного столбца. С другой стороны, значения null не разрешаются для столбца, если в его определении явно указано NOT NULL. Если для столбца с типом данных (за исключением типа TIMESTAMP) не указано явно NULL или NOT NULL, то присваиваются следующие значения:

NULL, если значение параметра ANSI_NULL_DFLT_ON инструкции SET равно on.
NOT NULL, если значение параметра ANSI_NULL_DFLT_OFF инструкции SET равно on.

Если инструкцию set не активировать, то столбец по умолчанию будет содержать значение NOT NULL. (Для столбцов типа TIMESTAMP значения null не разрешаются.)