Microsoft SQL Server 如何生成连续的数字/字符/时间序列

作者: 不剪发的Tony老师
毕业于北京航空航天大学,十多年数据库管理与开发经验,目前在一家全球性的金融公司从事数据库架构设计。CSDN学院签约讲师以及GitChat专栏作者。csdn上的博客收藏于以下地址:https://tonydong.blog.csdn.net

文章目录

        使用系统视图生成序列
            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
        使用通用表表达式生成序列
            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
        使用表值函数生成序列
            创建模拟的 generate_series 表值函数
            使用 generate_series 函数生成序列

大家好,我是只谈技术不剪发的 Tony 老师。有时候我们需要在数据库中生成一些连续的数字、字符或者时间序列值,今天我们继续介绍如何在 Microsoft SQL Server 中实现这个功能。

    📝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 Oracle 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。

使用系统视图生成序列

Microsoft SQL Server 中的系统视图,例如 master.dbo.spt_values,可以用于生成数字序列。
生成一个连接的数字序列

以下语句使用视图 master.dbo.spt_values 生成了一个连续的数字序列:

select number
from master.dbo.spt_values
where type = 'P'
and number between 11 and 15;
number|
------|
    11|
    12|
    13|
    14|
    15|



这种方法可以生成从 0 到 2047 之间的连续数字序列。

为了生成更大范围的数字序列,我们可以基于该视图创建一个新的视图,例如:

create view generator
as
select t1.number * 2048 + t2.number as number
from master.dbo.spt_values t1
cross join master.dbo.spt_values t2
where t1.type = 'P' and t2.type = 'P';



视图 generator 可以生成 0 到 4194303 之间的数字序列:

select min(number) as min, max(number) as max, count(number) as count
from generator;
min|max    |count  |
---|-------|-------|
  0|4194303|4194304|


生成一个间隔的数字序列

求余运算符(%)可以用于返回指定增量的间隔数字序列,例如:

select number
from master.dbo.spt_values
where type = 'P'
and number between 1 and 10
and number % 3 = 1;
number|
------|
     1|
     4|
     7|
    10|


该查询返回了一个从 1 到 10 之间、增量为 3 的数字序列。

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 15 + number * -2.5 as number
from master.dbo.spt_values
where type = 'P'
and 15 + number * -2.5 >= 1.4;
number|
------|
  15.0|
  12.5|
  10.0|
   7.5|
   5.0|
   2.5|


生成一个连续的字符序列

基于上面的视图和 char(n) 函数可以生成连续的字符序列。例如:

select char(number) as letter
from master.dbo.spt_values
where type = 'P'
and number between 65 and 70;
letter|
------|
A     |
B     |
C     |
D     |
E     |
F     |


该查询返回了字符 A 到 F 的序列,char(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

同样基于上面的视图和时间加减法可以生成间隔的时间序列。例如:

select dateadd(hour, number, '2020-01-01 00:00:00') as ts
from master.dbo.spt_values
where type = 'P'
and number between 0 and 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|
2020-01-01 12:00:00|



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 0
  union all
  select n+2 from t where n < 10
)
select n from t;
n |
--|
 0|
 2|
 4|
 6|
 8|
10|



以上语句生成了一个 0 到 10之间、增量为 2 的偶数数列,执行过程如下:

    首先,执行 CTE 中的初始化查询,生成一行数据(0);
    然后,第一次执行递归查询,判断 n < 10,生成一行数据 2(n+2);
    接着,重复执行递归查询,生成更多的数据;直到 n = 10 时不满足条件终止递归;此时临时表 t 中包含 6 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

上文中的系统视图只能用于生成等差数列,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
  union all
  select n*4 from t where n*4 < 1000
)
select n from t;
n  |
---|
  1|
  4|
 16|
 64|
256|



从第二行开始,每个数字都是上一行的 4 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
  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 char(n) 函数同样可以生成连续的字符序列,例如:

with t(n) as (
  select 65
  union all
  select n+1 from t where n < 70
)
select char(n) as letter from t;
letter|
------|
A     |
B     |
C     |
D     |
E     |
F     |



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 cast('2020-01-01 00:00:00' as datetime2)
  union all
  select dateadd(hour,1, v) from ts where v < cast('2020-01-01 12:00:00' as datetime2)
)
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 2020-01-01 00:00:00 到 2020-01-01 12:00:00 之间,间隔为 1 小时的所有时间点。
使用表值函数生成序列

Microsoft SQL Server 支持表值函数(table-valued 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 表值函数

我们创建一个表值函数 generate_series:

create or alter function generate_series(@pstart numeric(38,10), @pstop numeric(38,10), @pstep numeric(38,10) = 1.0)
returns @generate_series table(n numeric(38,10))
as
begin   
    if @pstep = 0 return
    if @pstart > @pstop and @pstep > 0 return
    if @pstart < @pstop and @pstep < 0 return
    
    ;with t(n, v) as (
      select 1, @pstart
      union all
      select n+1, cast(@pstart + n * @pstep as numeric(38,10)) from t where n <= floor(abs((@pstop-@pstart)/@pstep))
    )
    insert into @generate_series
    select v from t

    return
end;



其中,@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 cast (n as integer) as n
from generate_series(11, 15, default);
n |
--|
11|
12|
13|
14|
15|

select n from generate_series(15, 1.4, -2.5);
n            |
-------------|
15.0000000000|
12.5000000000|
10.0000000000|
 7.5000000000|
 5.0000000000|
 2.5000000000|



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 的数字序列。

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

select char(n) as letter
from generate_series(65, 70, 1);
letter|
------|
A     |
B     |
C     |
D     |
E     |
F     |

select dateadd(hour, n, timefromparts(0,0,0,0,0)) as time
from generate_series(0, 12, default);
time    |
--------|
00:00:00|
01:00:00|
02:00:00|
03:00:00|
04:00:00|
05:00:00|
06:00:00|
07:00:00|
08:00:00|
09:00:00|
10:00:00|
11:00:00|
12:00:00|


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