52、SQL Server数据类型全解析

SQL Server数据类型全解析

1. 字符数据类型

在SQL Server中，字符数据类型是处理文本信息的基础，主要包括 char 、 varchar 、 varchar(max) 、 text 以及Unicode相关类型。

1.1 char(length)

• 定义域 ：ASCII字符，最长可达8000个字符。
• 存储 ：每个字符占1字节，存储大小为 1 byte * length 。
• 使用场景 ：适用于固定长度的字符数据，如客户编号、发票编号等。例如车辆识别号码（VIN）和社会安全号码（SSN）。
• 注意事项 ：无论实际存储的数据长度如何，都会按照定义的长度分配存储空间，右侧多余空间用空格填充。ANSI_PADDING设置会影响填充方式，建议保持该设置为ON。
• 示例代码 ：查看可能的字符

SELECT number, CHAR(number)
FROM   dbo.sequence
WHERE  number >=0 and number <= 255

1.2 varchar(length)

• 定义域 ：ASCII字符，最长可达8000个字符。
• 存储 ： 1 byte * length + 2 bytes （用于开销）。
• 使用场景 ：当字符数据长度可变时使用，如人名。选择合适的最大长度，以平衡存储空间和实际需求。
• 优势 ：数据长度可变，不会用空格填充多余内存，存储基于实际字符大小加少量额外字节。
• 示例 ：对于人名，通常最大长度设为15 - 30字符。

1.3 varchar(max)

• 定义域 ：ASCII字符，最多可达2GB文本。
• 存储 ：根据表选项 'large value types out of row' 设置不同而不同：
  • OFF：数据能放入一行时，存储成本与非max的varchar相同；数据过大时，可分布在多行。
  • ON：使用16字节指针指向表外的单独页面存储。
• 使用场景 ：处理大文本数据，但要注意网络传输问题。UPDATE语句可使用 .WRITE() 子句写入数据块，(max)数据类型在AFTER触发器中可访问。
• 注意事项 ：混合使用普通varchar和varchar(max)时需注意函数返回类型。

-- 示例1
DECLARE @value varchar(max)
SET @value = replicate('X',8000) + replicate('X',8000)
SELECT len(@value)
-- 结果为8000

-- 示例2
DECLARE @value varchar(max)
SET @value = replicate(cast('X' as varchar(max)),16000)
SELECT len(@value)
-- 结果为16000

1.4 text

不建议在新设计中使用 text 数据类型，它可能在未来版本中被移除，建议用 varchar(max) 替代。

1.5 Unicode字符字符串

包括 nchar 、 nvarchar 、 nvarchar(max) 和 ntext 。
- 定义域 ：ASCII字符，最多可达2GB存储。
- 存储 ：每个字符占2字节。
- 使用场景 ：支持存储非拉丁字符集的字符，如亚洲和中东语言。
- 注意事项 ：存储相同数量的字符需要双倍空间，建议迁移 ntext 类型。
- 示例 ：指定Unicode值，在字符串前加 N 。

SELECT N'Unicode Value'

2. 二进制数据类型

二进制数据类型用于存储字节串，在SQL Server 2005中，二进制列在存储加密数据时更有用。

2.1 binary(length)

• 定义域 ：固定长度的二进制数据，最大长度8000字节。
• 存储 ：按定义的字节数存储。
• 使用场景 ：存储SQL Server不处理的二进制值，可用于区分大小写的搜索。
• 示例代码 ：

-- 存储二进制数据
declare @value binary(10)
set @value = cast('helloworld' as binary(10))
select @value
-- 结果为0x68656C6C6F776F726C64

-- 转换回字符串
select cast(0x68656C6C6F776F726C64 as varchar(10))
-- 结果为helloworld

2.2 varbinary(length)

• 定义域 ：可变长度的二进制数据，最大长度8000字节。
• 存储 ：定义的字节数加上2字节的可变长度开销。
• 使用场景 ：与 binary 类似，但字节数可变。

2.3 varbinary(max)

• 定义域 ：二进制数据，最多可达2GB存储。
• 存储 ：同 varchar(max) ，根据表选项设置不同而不同。
• 使用场景 ：存储大二进制值，如文本、图像、文档等。但使用SQL Server存储文件数据可能较慢，可考虑存储文件名称。
• 示例 ：存储图像数据时，可选择存储文件名到共享存储，或使用 varbinary(max) 保证数据完整性。

2.4 image

不建议在新设计中使用 image 数据类型，它可能在未来版本中被移除，建议用 varchar(max) 替代。

3. 其他数据类型

以下数据类型在OLTP系统中使用频率较低，但仍有其用途。

3.1 rowversion (timestamp)

• 定义 ：数据库范围内的唯一编号，每次行修改时， rowversion 列的值会改变，保证在所有表中唯一。
• 使用场景 ：通常用于乐观锁机制。
• 注意事项 ：在SQL标准中， timestamp 与 datetime 相同，建议使用 rowversion 。
• 示例代码 ：

SET nocount on
CREATE TABLE testRowversion
(
value   varchar(20) NOT NULL,
auto_rv   rowversion NOT NULL
)
INSERT INTO testRowversion (value) values ('Insert')
SELECT value, auto_rv FROM testRowversion
UPDATE testRowversion
SET value = 'First Update'
SELECT value, auto_rv from testRowversion
UPDATE testRowversion
SET value = 'Last Update'
SELECT value, auto_rv FROM testRowversion

运行结果如下：
| value | auto_rv |
| — | — |
| Insert | 0x0000000000000089 |
| First Update | 0x000000000000008A |
| Last Update | 0x000000000000008B |

3.2 uniqueidentifier

• 定义 ：全局唯一标识符（GUID），由公式生成，几乎不会重复。
• 存储 ：16字节二进制值。
• 使用场景 ：需要跨数据库和服务器的唯一键时使用。
• 创建自动生成的列 ：使用 rowguidcol 属性和 newId() 函数。

CREATE TABLE guidPrimaryKey
(
guidPrimaryKeyId uniqueidentifier NOT NULL rowguidcol DEFAULT newId(),
value varchar(10)
)
INSERT INTO guidPrimaryKey(value)
VALUES ('Test')
SELECT *
FROM guidPrimaryKey

• 缺点 ：存储需求大，难以输入。
• 优化 ：使用 newSequentialId() 函数生成值用于聚簇索引。

DROP TABLE guidPrimaryKey
go
CREATE TABLE guidPrimaryKey
(
guidPrimaryKeyId uniqueidentifier NOT NULL
rowguidcol DEFAULT newSequentialId(),
value varchar(10)
)
GO
INSERT INTO guidPrimaryKey(value)
SELECT 'Test'
UNION ALL
SELECT 'Test1'
UNION ALL
SELECT 'Test2'
GO
SELECT *
FROM guidPrimaryKey

总结

通过上述介绍，我们对SQL Server中的各种数据类型有了全面的了解。在实际应用中，应根据数据的特点和需求选择合适的数据类型，以优化数据库的性能和存储空间。例如，对于固定长度的数据，选择 char 类型；对于可变长度的数据，优先考虑 varchar 类型；处理大文本或二进制数据时，可使用 varchar(max) 或 varbinary(max) 类型。同时，对于一些特殊需求，如乐观锁机制可使用 rowversion 类型，跨数据库唯一键可使用 uniqueidentifier 类型。

数据类型选择流程图

graph TD;
    A[数据类型选择] --> B{数据是否固定长度};
    B -- 是 --> C[char];
    B -- 否 --> D{数据长度是否可变};
    D -- 是 --> E{varchar或varchar(max)};
    D -- 否 --> F{数据是否为二进制};
    F -- 是 --> G{binary或varbinary或varbinary(max)};
    F -- 否 --> H{是否需要支持非拉丁字符};
    H -- 是 --> I{nchar或nvarchar或nvarchar(max)};
    H -- 否 --> J{是否用于特殊需求};
    J -- 是 --> K{根据需求选择rowversion或uniqueidentifier等};
    J -- 否 --> L[其他普通类型];
    E --> M{数据是否很大};
    M -- 是 --> N[varchar(max)];
    M -- 否 --> O[varchar];
    G --> P{数据是否很大};
    P -- 是 --> Q[varbinary(max)];
    P -- 否 --> R[varbinary];
    I --> S{数据是否很大};
    S -- 是 --> T[nvarchar(max)];
    S -- 否 --> U[nvarchar];

数据类型对比表格

数据类型	定义域	存储	使用场景
char(length)	ASCII字符，最长8000字符	1 byte * length	固定长度字符数据，如编号
varchar(length)	ASCII字符，最长8000字符	1 byte * length + 2 bytes	可变长度字符数据
varchar(max)	ASCII字符，最多2GB文本	根据表选项不同	大文本数据
text	不推荐使用	-	-
nchar, nvarchar, nvarchar(max), ntext	ASCII字符，最多2GB存储	每个字符2字节	支持非拉丁字符
binary(length)	固定长度二进制数据，最大8000字节	定义的字节数	存储二进制值，区分大小写搜索
varbinary(length)	可变长度二进制数据，最大8000字节	定义的字节数 + 2 bytes	可变长度二进制数据
varbinary(max)	二进制数据，最多2GB存储	根据表选项不同	大二进制值，如图像、文档
image	不推荐使用	-	-
rowversion (timestamp)	数据库范围唯一编号	8字节varbinary	乐观锁机制
uniqueidentifier	全局唯一标识符	16字节二进制	跨数据库唯一键

SQL Server数据类型全解析

3. 其他数据类型（续）

3.3 cursor

cursor 数据类型用于处理结果集，允许用户逐行处理查询结果。以下是使用 cursor 的基本步骤：
1. 声明游标 ：指定要处理的查询。
2. 打开游标 ：执行查询并准备处理结果。
3. 获取行数据 ：逐行获取结果集中的数据。
4. 处理数据 ：对每行数据进行相应的操作。
5. 关闭游标 ：释放游标占用的资源。
6. 释放游标 ：彻底销毁游标。

示例代码如下：

-- 声明游标
DECLARE cursor_name CURSOR FOR
SELECT column1, column2 FROM table_name;

-- 打开游标
OPEN cursor_name;

-- 声明变量存储数据
DECLARE @col1 datatype, @col2 datatype;

-- 获取第一行数据
FETCH NEXT FROM cursor_name INTO @col1, @col2;

-- 循环处理数据
WHILE @@FETCH_STATUS = 0
BEGIN
    -- 处理数据
    PRINT 'Column 1: ' + CAST(@col1 AS VARCHAR) + ', Column 2: ' + CAST(@col2 AS VARCHAR);

    -- 获取下一行数据
    FETCH NEXT FROM cursor_name INTO @col1, @col2;
END;

-- 关闭游标
CLOSE cursor_name;

-- 释放游标
DEALLOCATE cursor_name;

3.4 table

table 数据类型用于声明表变量，可在存储过程或批处理中临时存储数据。示例代码如下：

-- 声明表变量
DECLARE @temp_table TABLE (
    id INT,
    name VARCHAR(50)
);

-- 插入数据
INSERT INTO @temp_table (id, name)
VALUES (1, 'John'), (2, 'Jane');

-- 查询数据
SELECT * FROM @temp_table;

3.5 XML

XML 数据类型用于存储和处理 XML 数据。SQL Server 提供了丰富的 XML 操作函数，如 value() 、 query() 等。示例代码如下：

-- 声明 XML 变量
DECLARE @xml XML;

-- 赋值
SET @xml = '<root><element>Value</element></root>';

-- 查询 XML 数据
SELECT @xml.value('(/root/element)[1]', 'VARCHAR(50)') AS ElementValue;

3.6 sql_variant

sql_variant 数据类型可以存储多种不同的数据类型，它允许在一个列中存储不同类型的数据。示例代码如下：

-- 创建表
CREATE TABLE variant_table (
    id INT,
    value sql_variant
);

-- 插入不同类型的数据
INSERT INTO variant_table (id, value)
VALUES (1, 'Text'), (2, 123), (3, GETDATE());

-- 查询数据
SELECT * FROM variant_table;

4. 数据类型的选择建议

在选择 SQL Server 数据类型时，需要综合考虑多个因素，以下是一些具体的建议：

考虑因素	建议
数据长度	对于固定长度的数据，优先选择 char 类型；对于可变长度的数据，使用 varchar 类型。如果数据长度可能非常大，考虑使用 varchar(max) 或 varbinary(max) 类型。
存储需求	尽量选择占用空间小的数据类型，以节省存储空间。例如，对于整数类型，根据数据范围选择合适的类型，如 tinyint 、 smallint 或 int 。
性能	避免使用过大的数据类型，因为这会增加磁盘 I/O 和内存使用。同时，对于频繁查询的列，选择合适的数据类型可以提高查询性能。
兼容性	考虑数据的兼容性，确保选择的数据类型在不同的数据库版本和应用程序中都能正常工作。
特殊需求	如果需要支持非拉丁字符，使用 Unicode 数据类型（如 nchar 、 nvarchar ）；如果需要实现乐观锁机制，使用 rowversion 类型；如果需要跨数据库唯一键，使用 uniqueidentifier 类型。

5. 数据类型转换

在 SQL Server 中，有时需要进行数据类型转换。可以使用 CAST() 或 CONVERT() 函数进行转换。

• CAST() 函数 ：语法为 CAST(expression AS data_type) 。

-- 将整数转换为字符串
SELECT CAST(123 AS VARCHAR(10));

• CONVERT() 函数 ：语法为 CONVERT(data_type, expression [, style]) 。 style 参数用于指定日期和时间的格式。

-- 将日期转换为指定格式的字符串
SELECT CONVERT(VARCHAR(10), GETDATE(), 120);

6. 总结与展望

通过对 SQL Server 各种数据类型的详细介绍，我们了解了它们的定义域、存储方式、使用场景以及相关的注意事项。在实际应用中，正确选择数据类型对于优化数据库性能、节省存储空间和确保数据的准确性至关重要。

未来，随着数据量的不断增长和应用场景的不断变化，SQL Server 可能会引入更多的数据类型和功能来满足用户的需求。同时，对于现有数据类型的优化和改进也将持续进行，以提高数据库的性能和稳定性。

数据类型使用流程图

graph TD;
    A[开始] --> B{确定数据类型需求};
    B -- 字符数据 --> C{固定长度?};
    C -- 是 --> D[char];
    C -- 否 --> E{可变长度?};
    E -- 是 --> F{varchar或varchar(max)};
    F -- 数据大 --> G[varchar(max)];
    F -- 数据小 --> H[varchar];
    B -- 二进制数据 --> I{固定长度?};
    I -- 是 --> J[binary];
    I -- 否 --> K{可变长度?};
    K -- 是 --> L{数据大?};
    L -- 是 --> M[varbinary(max)];
    L -- 否 --> N[varbinary];
    B -- 特殊需求 --> O{乐观锁?};
    O -- 是 --> P[rowversion];
    O -- 否 --> Q{跨数据库唯一键?};
    Q -- 是 --> R[uniqueidentifier];
    Q -- 否 --> S{其他特殊类型};
    S --> T[cursor、table、XML、sql_variant];

数据类型转换示例表格

转换需求	示例代码
整数转字符串	SELECT CAST(123 AS VARCHAR(10));
日期转字符串	SELECT CONVERT(VARCHAR(10), GETDATE(), 120);
字符串转整数	SELECT CAST('123' AS INT);