PostgreSQL中的范围类型

范围类型是表达某种元素类型的一个值的范围的数据类型。范围类型可以表达一种单一范围值中的多个元素值，并且可以很清晰地表达诸如范围重叠等概念。本文将对范围类型进行简单介绍。

PostgreSQL带有以下几种内建范围类型：

1) int4range (integer范围)

2) int8range (bigint范围)

3) numrange (numeric范围)

4) tsrange (不带时区的timestamp范围)

5) tstzrange (带时区的timestamp范围)

6) daterange (date范围)

此外，可以使用自定义的范围类型。

有边界的范围

每一个非空范围都有两个界限，下界和上界。这些值之间的所有点都被包括在范围内。一个包含界限意味着边界点本身也被包括在范围内，而一个排除边界意味着边界点不被包括在范围内。

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在一个范围的文本形式中，一个包含下界被表达为“[”而一个排除下界被表达为“(”。同样，一个包含上界被表达为“]”而一个排除上界被表达为“)”。

函数lower_inc和upper_inc分别测试一个范围值的上下界。

一个范围值的输入必须遵循下列模式之一：

(lower-bound,upper-bound)
(lower-bound,upper-bound]
[lower-bound,upper-bound)
[lower-bound,upper-bound]
empty

无边界的范围

一个范围的下界可以被忽略，这意味着所有小于上界的点都被包括在范围中。同样，如果范围的上界被忽略，那么所有比上界大的的都被包括在范围中。如果上下界都被忽略，该元素类型的所有值都被认为在该范围中。

函数lower_inf和upper_inf分别测试一个范围的无限上下界。

构建范围

每一种范围类型都有一个与其同名的构造器函数。构造器函数接受两个或三个参数。两个参数的形式以标准的形式构造一个范围（下界是包含的，上界是排除的），而三个参数的形式按照第三个参数指定的界限形式构造一个范围。第三个参数必须是下列字符串之一：“()”、 “(]”、 “[)”或者 “[]”。

举几个例子来说明构建范围的方法：

1) 完整的形式：包括下界、上界以及指示界限包含性/排除性的文本参数。

postgres=# select tsrange('2018-10-31 12:00:00','2018-11-11 00:00:00','[]');
                    tsrange                    
-----------------------------------------------
 ["2018-10-31 12:00:00","2018-11-11 00:00:00"]
(1 row)

2) 如果第三个参数被忽略，则默认为“[)”。

postgres=# select numrange(2.5,12.0);
  numrange  
------------
 [2.5,12.0)
(1 row)

3) 为一个界限使用null导致范围在该边界是无界的。

postgres=# select numrange(null,3.0);
 numrange 
----------
 (,3.0)
(1 row)

范围索引

可以为范围类型的表列创建GiST和SP-GiST索引。一个GiST或SP-GiST索引可以加速涉及以下范围操作符的查询：

=
&&
<@
@>
<<
>>
-|-
&<
&>

此外，B-树和哈希索引可以在范围类型的表列上创建。

范围上的约束

唯一约束通常不适合于范围类型。作为替代，排除约束是更加适合的方式。例如：

postgres=# create table orders(order_time tsrange,exclude using gist(order_time with &&));
CREATE TABLE

该约束将阻止任何重叠值同时存在于表中，例如：

postgres=# insert into orders values('[2018-10-31 12:00,2018-10-31 17:00)');
INSERT 0 1
postgres=# insert into orders values('[2018-10-31 15:00,2018-10-31 18:00)');
2018-10-31 17:21:37.280 CST [2119] ERROR:  conflicting key value violates exclusion constraint "orders_order_time_excl"
2018-10-31 17:21:37.280 CST [2119] DETAIL:  Key (order_time)=(["2018-10-31 15:00:00","2018-10-31 18:00:00")) conflicts with existing key (order_time)=(["2018-10-31 12:00:00","2018-10-31 17:00:00")).
2018-10-31 17:21:37.280 CST [2119] STATEMENT:  insert into orders values('[2018-10-31 15:00,2018-10-31 18:00)');
ERROR:  conflicting key value violates exclusion constraint "orders_order_time_excl"
DETAIL:  Key (order_time)=(["2018-10-31 15:00:00","2018-10-31 18:00:00")) conflicts with existing key (order_time)=(["2018-10-31 12:00:00","2018-10-31 17:00:00")).

By Kalath

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