PostgreSQL浮點數(shù)是怎么實現(xiàn)的

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眾所周知,計算機是以二進制方式存儲數(shù)據(jù),而浮點數(shù)在序列化為二進制時可能會出現(xiàn)精度丟失(IEEE 754標(biāo)準(zhǔn)),對于數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)來說,會引入一個問題,那就是那么兩個浮點數(shù)之間在比較時在數(shù)據(jù)庫是如何實現(xiàn)的?
下面是用于測試腳本:

testdb=# select 123.31::double precision > 123.45::double precision;;

一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

浮點數(shù)的編碼可參考維基百科,簡單來說由三部分組成,包括符號位,有效數(shù)字和指數(shù)位.其中,在指數(shù)位全為1(二進制的1)時,如果有效數(shù)字不全為0,那么這個數(shù)不是一個數(shù)(以nan表示).

二、源碼解讀

浮點數(shù)(雙精度)的比較實現(xiàn)函數(shù)是float8_cmp_internal,邏輯比較簡單.
其中nan亦即上面介紹的”不是一個數(shù)nan”

/*
 *      float8{eq,ne,lt,le,gt,ge}       - float8/float8 comparison operations
 */
int
float8_cmp_internal(float8 a, float8 b)
{
    /*
     * We consider all NANs to be equal and larger than any non-NAN. This is
     * somewhat arbitrary; the important thing is to have a consistent sort
     * order.
     */
    if (isnan(a))
    {
        if (isnan(b))
            return 0;           /* NAN = NAN */
        else
            return 1;           /* NAN > non-NAN */
    }
    else if (isnan(b))
    {
        return -1;              /* non-NAN < NAN */
    }
    else
    {
        if (a > b)//a > b,返回1
            return 1;
        else if (a < b)//a < b,返回-1
            return -1;
        else
            return 0;//否則,返回0
    }
}

在C語言中,浮點數(shù)不要比較相等或不等,但可以進行<,>,>=,<=運算.
但在SQL中,可以進行相等或不等運算,因為實質(zhì)通過>, <進行比較的實現(xiàn)而不是浮點數(shù)的直接等值比較實現(xiàn).

三、跟蹤分析

測試腳本

testdb=# select 123.31::double precision > 123.45::double precision;

跟蹤分析

(gdb) c
Continuing.
Breakpoint 1, float8_cmp_internal (a=123.31, b=123.45) at float.c:1056
1056        if (isnan(a))

查看內(nèi)存中的數(shù)據(jù)(8個字節(jié),以單字節(jié)b方式顯示)

(gdb) x/8b &a
0x7ffcd2cac728: 0xa4    0x70    0x3d    0x0a    0xd7    0xd3    0x5e    0x40
(gdb) x/8b &b
0x7ffcd2cac720: 0xcd    0xcc    0xcc    0xcc    0xcc    0xdc    0x5e    0x40
(gdb)

同時,我們用c語言來打印123.31和123.45的二進制編碼作為對照

[xdb@localhost source]$ cat double_test.c 
#include <stdio.h>
int main() {
    double d1 = 123.31;
    double d2 = 123.45; 
    printf("d1 : %llx \n", *((long *)&d1)); 
    printf("d2 : %llx \n", *((long *)&d2)); 
}
[xdb@localhost source]$ gcc double_test.c -o dt
[xdb@localhost source]$ ./dt 
d1 : 405ed3d70a3d70a4 
d2 : 405edccccccccccd

輸出的值與在跟蹤分析中的內(nèi)存值一致.

到此，關(guān)于“PostgreSQL浮點數(shù)是怎么實現(xiàn)的”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>