「MySQL - 数値関数」の版間の差分

MySQLでは、豊富な数値関数が提供されており、算術演算、丸め処理、三角関数、対数関数、ビット演算等を実行できる。<br>

これらの関数は、SELECT文、UPDATE文、WHERE句等で使用でき、データ分析や計算処理において重要な役割を果たす。<br>

数値関数は、整数型 (INT, BIGINT)、固定小数点型 (DECIMAL)、浮動小数点型 (FLOAT, DOUBLE) の各データ型に対応している。<br>

ただし、浮動小数点型では丸め誤差が発生するため、金額計算等の精度が重要な処理ではDECIMAL型の使用を推奨する。<br>

MySQL 5.7とMySQL 8.0では、数値関数の動作に大きな差異はないが、一部の関数で精度や型推論の挙動が改善されている。<br>

集約関数 (<code>SUM</code>, <code>AVG</code>, <code>COUNT</code>, <code>MIN</code>, <code>MAX</code>等) については、[[MySQL - 集約関数]] を参照すること。<br>

<u>数値関数を <code>WHERE</code> 句で使用すると、インデックスが使用されない場合が多い。</u><br>

<u>パフォーマンスを考慮する場合は、関数を使用しないクエリ設計を検討する必要がある。</u><br>

== 算術演算子 ==

MySQLでは、基本的な算術演算子が提供されている。<br>

これらの演算子は、数値型カラムの計算やSELECT文での即値計算に使用できる。<br>

==== 基本算術演算子 ====

MySQLで使用可能な基本算術演算子を以下に示す。<br>

|+ 基本算術演算子

| - || 減算 || SELECT 10 - 5 || 5

| * || 乗算 || SELECT 10 * 5 || 50

| / || 除算 || SELECT 10 / 5 || 2.0000

| DIV || 整数除算 || SELECT 10 DIV 3 || 3

| % || 剰余 (MOD) || SELECT 10 % 3 || 1

剰余演算の結果の符号は、被除数の符号に従う。<br>

剰余演算の実用例を以下に示す。<br>

  SELECT id, id % 2 AS is_odd FROM users;

  -- is_odd=0: 偶数、is_odd=1: 奇数

  SELECT id, id % 3 AS group_no FROM items;

  SELECT DAYOFWEEK(order_date) % 7 AS weekday FROM orders;

==== 演算精度と型の規則 ====

MySQLの算術演算では、オペランドのデータ型に応じて結果の型が決定される。<br>

型推論の規則を以下に示す。<br>

|+ 算術演算の型推論規則

| DECIMAL + 整数 || DECIMAL || 固定小数点精度を保持

| DECIMAL + DECIMAL || DECIMAL || より高い精度を採用

| FLOAT/DOUBLE + 任意 || DOUBLE || 浮動小数点精度

| 整数 / 整数 || DECIMAL || 除算結果は小数を含む可能性

型推論の例を以下に示す。<br>

  SELECT 10 + 20;

  -- 結果型: BIGINT

  SELECT 10.5 + 20;

  -- 結果型: DECIMAL

  SELECT 10.5 + 20.3;

  -- 結果型: DECIMAL

  SELECT 10.5E0 + 20;

  -- 結果型: DOUBLE (科学記法を使用した場合は浮動小数点)

  SELECT 3 / 2;

  -- 結果: 1.5000 (DECIMAL型)

  SELECT CAST(3 AS DECIMAL) / CAST(2 AS DECIMAL);

  -- 結果: 1.5000

整数オーバーフローの動作を以下に示す。<br>

<u>デフォルトでは、オーバーフロー時にエラーが発生する。</u><br>

  -- BIGINT範囲: -9223372036854775808 ～ 9223372036854775807

  SELECT 9223372036854775807 + 1;

  -- ERROR: BIGINT value is out of range (sql_modeによる)

  -- オーバーフロー許容モード (NO_UNSIGNED_SUBTRACTION無効)

SET sql_mode = '';

SELECT 9223372036854775807 + 1;

  -- 結果: 9223372036854775808 (BIGINT UNSIGNED範囲に昇格)

==== ROUND ====

<code>ROUND</code> 関数は、数値を指定された桁数に丸める。<br>

基本構文を以下に示す。<br>

</syntaxhighlight>

|+ 引数の意味

! 引数 !! 説明

| 第1引数 || 対象数値

| 第2引数 || 小数点以下の桁数 (省略時は0)。負の値を指定すると小数点より左側を丸める

丸め方式は、数値型により異なる。<br>

使用例を以下に示す。<br>

  SELECT ROUND(2.5);

-- 結果: 3 (正確値型として四捨五入)

SELECT ROUND(-2.5);

  -- 結果: -3

-- 結果: 2.6 (小数第2位を四捨五入)

  SELECT ROUND(2.55E0, 1);

  -- 結果: 2.5 (近似値型で偶数丸めになる可能性)

-- 正確値型 (DECIMAL)

SELECT ROUND(2.5);

  SELECT ROUND(3.5);

  -- 結果: 4

  SELECT ROUND(2.5E0);

  -- 結果: 2 (偶数丸めの可能性)

  SELECT ROUND(3.5E0);

  -- 結果: 4

==== TRUNCATE ====

<code>TRUNCATE</code> 関数は、小数部を切り捨てる。(0方向に切り捨て)<br>

</syntaxhighlight>

|+ 引数の意味

! 引数 !! 説明

| 第1引数 || 対象数値

| 第2引数 || 小数点以下の桁数。負の値を指定すると小数点より左側を0にする

使用例を以下に示す。<br>

  SELECT TRUNCATE(1.999, 1);

  -- 結果: 1.9 (小数第2位以降を切り捨て)

SELECT TRUNCATE(1.999, 0);

-- 結果: 1 (小数部を切り捨て)

  SELECT TRUNCATE(1.999, 2);

  -- 結果: 1.99

  SELECT TRUNCATE(-1.999, 1);

  -- 結果: -1.9 (0方向に切り捨て)

  SELECT TRUNCATE(122, -2);

<syntaxhighlight lang="mysql">

SELECT ROUND(1.999, 1);

  -- 結果: 2.0 (四捨五入)

SELECT TRUNCATE(1.999, 1);

SELECT ROUND(1.555, 2);

SELECT TRUNCATE(1.555, 2);

==== CEIL / CEILING ====

<code>CEIL</code> 関数 および <code>CEILING</code> 関数は、x以上の最小の整数を返す。<br>

基本構文を以下に示す。<br>

<br>

</syntaxhighlight>

使用例を以下に示す。<br>

<code>CEIL</code> 関数は、切り上げ処理に相当する。<br>

ただし、負数では動作が異なるため注意が必要である。<br>

  SELECT CEIL(1.23);

  -- 結果: 2

SELECT CEILING(1.23);

  SELECT CEIL(-1.23);

  -- 結果: -1 (-1.23以上の最小の整数は-1)

  SELECT CEIL(5);

  -- 結果: 5 (整数の場合はそのまま)

  SELECT CEIL(1.01);

  -- 結果: 2

  SELECT CEIL(-1.01);

  -- 結果: -1

==== FLOOR ====

<code>FLOOR</code> 関数は、x以下の最大の整数を返す。<br>

基本構文を以下に示す。<br>

ただし、負数では <code>TRUNCATE</code> 関数と動作が異なる。<br>

  SELECT FLOOR(1.23);

  -- 結果: 1

  SELECT FLOOR(-1.23);

  -- 結果: -2 (-1.23以下の最大の整数は-2)

  SELECT FLOOR(5);

<syntaxhighlight lang="mysql">

SELECT FLOOR(1.99);

  -- 結果: 1

SELECT TRUNCATE(1.99, 0);

SELECT FLOOR(-1.99);

-- 結果: -1 (0方向に切り捨て)

== 絶対値・符号関数 ==

==== ABS ====

<code>ABS</code> 関数は、絶対値を返す。<br>

<code>ABS</code> 関数の使用例を以下に示す。<br>

<br>

</syntaxhighlight>

==== SIGN ====

<code>SIGN</code> 関数は、数値の符号を返す。<br>

  SIGN(x)

|+ <code>SIGN</code> 関数の戻り値

! 引数 !! 戻り値

| 負数 || -1

| 0 || 0

| 正数 || 1

使用例を以下に示す。<br>

  SELECT SIGN(-32);

          WHEN 1 THEN '入金'

        END AS type

 

SELECT POW(2, 3);

  -- 結果: 8 (2の3乗)

-- 結果: 0.25 (2の-2乗 = 1/4)

  SELECT POW(10, 2);

  -- 結果: 100

  SELECT POW(2, 0);

  -- 結果: 1 (任意の数の0乗は1)

  SELECT POW(2, 0.5);

  -- 結果: 1.4142135623730951 (2の平方根)

  SELECT POW(4, 0.5);

  -- 結果: 2

<syntaxhighlight lang="mysql">

</syntaxhighlight>

<br>

<code>SQRT</code> 関数は、非負の平方根を返す。<br>

  SQRT(x)

負の値を指定した場合はNULLを返す。<br>

使用例を以下に示す。<br>

  SELECT SQRT(4);

  -- 結果: 2

  SELECT SQRT(-16);

  -- 結果: NULL (負数の平方根はNULL)

  SELECT SQRT(NULL);

  -- 結果: NULL

SELECT SQRT(POW(x2 - x1, 2) + POW(y2 - y1, 2)) AS distance

  SELECT SQRT(AVG(POW(value - avg_value, 2))) AS std_dev FROM data;

  </syntaxhighlight>

EXP(x)

使用例を以下に示す。<br>

  SELECT EXP(2);

<code>EXP</code> 関数は、自然対数関数 <code>LN</code> の逆関数である。<br>

  SELECT EXP(LN(10));

  -- 結果: 10

  SELECT LN(EXP(5));

  -- 結果: 5

==== LN / LOG ====

<code>LN</code> 関数は、自然対数 (底e) を返す。<br>

<code>LOG</code> 関数は、引数が1つの場合は自然対数を返し、引数が2つの場合は任意の底の対数を返す。<br>

<br>

</syntaxhighlight>

|+ 引数の意味

| LN(x) || xの自然対数 (底e)

| LOG(x) || xの自然対数 (LN(x)と同じ)

| LOG(b, x) || 底bに対するxの対数

<syntaxhighlight lang="mysql">

-- 結果: 2 (log_10(100) = 2)

-- 結果: 8 (log_2(256) = 8, 2^8 = 256)

-- 結果: 0 (log_e(1) = 0)

</syntaxhighlight>

<br>

任意の底の対数を計算する例を以下に示す。<br>

<br>

<syntaxhighlight lang="mysql">

</syntaxhighlight>

<code>LOG2</code> 関数は、底2の対数を返す。<br>

<br>

基本構文を以下に示す。<br>

  SELECT LOG2(2);

  -- 結果: 1

  SELECT LOG2(1);

  -- 結果: 0

  SELECT LOG2(1024);

  -- 結果: 10

SELECT CEIL(LOG2(max_value + 1)) AS required_bits;

==== LOG10 ====

 

==== 基本三角関数 ====

下表に、基本的な三角関数を示す。<br>

|+ 基本三角関数

! 関数 !! 説明 !! 使用例 !! 結果

| SIN(x) || 正弦 (サイン) || SELECT SIN(PI()/2) || 1

| COS(x) || 余弦 (コサイン) || SELECT COS(PI()) || -1

| TAN(x) || 正接 (タンジェント) || SELECT TAN(PI()/4) || 1

| COT(x) || 余接 (コタンジェント) || SELECT COT(PI()/4) || 1

使用例を以下に示す。<br>

SELECT SIN(PI()/2);

</syntaxhighlight>

逆三角関数は、三角関数の逆演算を実行する。<br>

戻り値はラジアンである。<br>

|+ 逆三角関数

| ASIN(x) || 逆正弦 (アークサイン) || -1 ≤ x ≤ 1 || -π/2 ～ π/2

| ACOS(x) || 逆余弦 (アークコサイン) || -1 ≤ x ≤ 1 || 0 ～ π

| ATAN(x) || 逆正接 (アークタンジェント) || 全ての実数 || -π/2 ～ π/2

| ATAN2(y, x) || 2引数逆正接 || 全ての実数 || -π ～ π

使用例を以下に示す。<br>

  SELECT ASIN(1);

  -- 結果: 1.5707963267948966 (π/2、90度)

  SELECT ATAN(1);

  -- 結果: 0.7853981633974483 (π/4、45度)

  SELECT ATAN2(1, 1);

  -- 結果: 0.7853981633974483 (π/4、45度)

  SELECT ASIN(2);

  -- 結果: NULL (定義域外)

  SELECT ASIN(-1);

-- 結果: -1.5707963267948966 (-π/2、-90度)

<code>ATAN2</code> 関数は、座標 (x, y) の角度を計算する場合に有用である。<br>

SELECT ATAN2(1, 0);

  -- 結果: 1.5707963267948966 (π/2、90度、y軸正方向)

  SELECT ATAN2(0, 1);

  -- 結果: 0 (x軸正方向)

  SELECT ATAN2(-1, 0);

  -- 結果: -1.5707963267948966 (-π/2、-90度、y軸負方向)

  SELECT ATAN2(0, -1);

  -- 結果: 3.141592653589793 (π、180度、x軸負方向)

==== 角度変換 ====

角度変換関数により、ラジアンと度の相互変換が可能である。<br>

|+ 角度変換関数

! 関数 !! 説明 !! 使用例 !! 結果

| DEGREES(x) || ラジアン → 度 || SELECT DEGREES(PI()) || 180

| RADIANS(x) || 度 → ラジアン || SELECT RADIANS(180) || 3.141592653589793

使用例を以下に示す。<br>

  SELECT DEGREES(PI());

-- 結果: 180

SELECT DEGREES(PI()/2);

  -- 結果: 90

  SELECT RADIANS(180);

  -- 結果: 3.141592653589793 (π)

  SELECT RADIANS(90);

  -- 結果: 1.5707963267948966 (π/2)

  SELECT RADIANS(360);

  -- 結果: 6.283185307179586 (2π)

-- 結果: 0.49999999999999994 (約0.5、30度のサイン)

  SELECT COS(RADIANS(60));

  -- 結果: 0.5000000000000001 (約0.5、60度のコサイン)

  SELECT DEGREES(ASIN(0.5));

  -- 結果: 30.000000000000004 (約30度)

<code>PI</code> 関数は、円周率πの値を返す。<br>

基本構文を以下に示す。<br>

  PI()

使用例を以下に示す。<br>

  SELECT PI();

  -- 結果: 3.141593 (表示精度は倍精度)

  SELECT PI() * 2;

  -- 結果: 6.283185307179586 (2π)

  SELECT PI() / 2;

  -- 結果: 1.5707963267948966 (π/2)

  -- 円の面積計算 (πr^2)

  SELECT PI() * POW(radius, 2) AS area FROM circles;

  -- 円周計算 (2πr)

  SELECT 2 * PI() * radius AS circumference FROM circles;

== ランダム関数 ==

戻り値の型は、<code>DOUBLE</code> である。<br>