MySQL中,存储小数类型的FLOAT、DOUBLE和DECIMAL常见面试问题

发布时间 2023-07-14 15:26:17作者: 夏威夷8080

面试考察范围

在MySQL中,关于FLOAT、DOUBLE和DECIMAL类型的面试题常涉及以下几个方面:

  1. 数据存储方式:问答关于这些类型数据在内存中的存储方式和字节大小的问题,如FLOAT占用多少字节,DOUBLE占用多少字节等。

  2. 精度和范围:询问不同类型对数字精度和范围的影响,比如FLOAT能存储的有效位数大约是多少,DOUBLE相比FLOAT是否有更高的精度等。

  3. 近似值和精确值:讨论FLOAT和DOUBLE是近似值数据类型,而DECIMAL是精确值数据类型的原因。可能会问到为什么使用DECIMAL进行货币计算比FLOAT或DOUBLE更可靠。

  4. 存储空间和性能:考察这些类型在存储空间和性能方面的差异,如FLOAT和DOUBLE在存储空间上相对节省,但在计算过程中可能会出现精度丢失;而DECIMAL虽然占用更多的存储空间,但可以提供精确的计算结果。

  5. 小数位处理:询问DECIMAL类型在小数位处理方面的特点,如指定小数位数、舍入规则、取舍策略等。

这些问题旨在考察面试者对MySQL中这些小数类型的理解和应用能力。

数据存储方式和精度

在MySQL中,FLOAT、DOUBLE和DECIMAL都是用于存储小数类型的数据。它们的区别如下:

  1. FLOAT:FLOAT是一种近似值数据类型,用于存储单精度浮点数。它适用于需要节省存储空间而对精确度要求不高的情况。FLOAT类型占用4个字节,可以存储大约7位有效数字。

  2. DOUBLE:DOUBLE是一种近似值数据类型,用于存储双精度浮点数。相比于FLOAT,DOUBLE类型具有更高的精确度和范围,但也会占用更多的存储空间。DOUBLE类型占用8个字节,可以存储大约15位有效数字。

  3. DECIMAL:DECIMAL是一种精确值数据类型,用于存储精确的小数值。DECIMAL类型以字符串形式存储,并且可以指定精确的小数位数。这使得DECIMAL适用于对精确度要求较高的场景,如货币金额等。DECIMAL类型的存储空间和精度取决于指定的小数位数,可以根据需求灵活设置。

总的来说,如果对精确度要求不高或需要节省存储空间,可以选择FLOAT或DOUBLE类型。而如果要求精确的小数计算,应选择DECIMAL类型。需要根据具体情况来选择使用合适的小数类型。

为什么FLOAT类型占用4个字节,可以存储大约7位有效数字?

FLOAT类型占用4个字节(32位),可以存储大约7位有效数字是因为在IEEE 754浮点数标准中,单精度浮点数(即32位的FLOAT类型)的数据存储格式被划分为不同的位段来表示符号位、指数和尾数。

具体来说,FLOAT类型使用1位作为符号位(表示正负号),8位作为指数部分和23位作为尾数部分。其中,指数部分用于表示浮点数的数量级,尾数部分用于表示浮点数的精度。由于指数部分占用8位,所以可以表示2^8 = 256个不同的指数值,其中包括正数和负数。

根据IEEE 754标准的规定,FLOAT类型的有效位数约为23位。这意味着尾数部分最多可以表示23位的二进制小数,再加上隐藏的1位整数位(由于浮点数的规范化表示,尾数部分默认情况下省略了最高位的1),总共可以表示24位的二进制小数。将这个二进制小数转换为十进制,大约可以表示7位有效数字。

需要注意的是,由于FLOAT类型是一种近似值数据类型,它在进行精确计算时可能会存在舍入误差。因此,在需要更高精度和准确性的情况下,建议使用DECIMAL类型。

什么是近似值数据类型?

近似值数据类型是指在计算机中表示和存储数值时,无法以绝对精确的形式进行表示的数据类型。这种类型的数据在进行数学运算时,可能会存在舍入误差或近似值。

在计算机中,浮点数类型(如FLOAT和DOUBLE)就是典型的近似值数据类型。它们使用有限的位数来表示一个广阔的数值范围,同时也可以提供一定的精度。然而,由于二进制表示法不能准确地表示某些十进制小数,这导致了在进行浮点数计算时可能会发生舍入误差。

舍入误差是由于浮点数的精度有限而引起的。当进行浮点数计算时,结果可能会受到舍入规则的影响,造成最后计算结果与预期结果之间的微小差异。这是因为浮点数的表示方式是基于指数和尾数的科学计数法,而无法准确地表示所有的有理数。

相比之下,精确值数据类型(如DECIMAL)则可以提供更高的精度和准确性。DECIMAL类型使用定点表示法,可以准确地表示指定位数的十进制数字。它能够保持数值的精确度,不会产生舍入误差。因此,在需要进行精确计算(如货币计算)或对精度要求较高的场景中,建议使用DECIMAL类型。

总而言之,近似值数据类型在存储和计算上具有更高的效率和范围,但会存在舍入误差;而精确值数据类型则可以提供更高的准确性和精度,但会占用更多的存储空间。选择合适的数据类型取决于具体应用的需求和对精度的要求。

举一个例子,来说明浮点数类型计算时由于舍入误差会导致结果差异,而精确值数据类型却不存在这种问题?

一个经典的例子是进行金融计算时,使用浮点数类型和精确值数据类型会导致不同的结果。

假设我们要计算一个存款账户中的利息。假设存款金额为1000元,年利率为1%,计算存款一年后的利息:

  1. 使用浮点数类型进行计算: 存款金额:1000.00 年利率:0.01

    利息 = 存款金额 * 年利率 = 1000.00 * 0.01 = 10.00 元

  2. 使用精确值数据类型(比如DECIMAL)进行计算: 存款金额:1000.00 年利率:0.01

    利息 = 存款金额 * 年利率 = 1000.00 * 0.01 = 10.000 元

在这个例子中,存款金额和年利率都是精确值,但由于浮点数类型的舍入误差,使用浮点数类型计算得到的利息是10.00元,而使用精确值数据类型计算得到的利息是10.000元。虽然两者的差异可能看起来很小,但对于涉及大量金融计算的情况下,这种差异可能会累积并导致更大的误差。

而如果我们使用精确值数据类型(如DECIMAL),无论是存款金额还是年利率,计算得到的结果都是精确的,不会存在舍入误差。因此,使用精确值数据类型可以更好地保证计算结果的准确性和一致性。

这个例子说明了在进行涉及金融等需要高精度计算的场景中,使用浮点数类型可能会导致舍入误差,而精确值数据类型可以避免这种问题。

请一个sql来创建一张表,里面分别有FLOAT、DOUBLE和DECIMAL这几个类型的字段

可以使用以下 SQL 语句创建一张表,其中包含 FLOAT、DOUBLE 和 DECIMAL 类型的字段:

sqlCopy Code
CREATE TABLE 表名 (
    float_column FLOAT,
    double_column DOUBLE,
    decimal_column DECIMAL(10, 2)
);

上述语句创建了一个名为 "表名" 的表,其中包含三个字段:float_column、double_column 和 decimal_column。它们分别使用 FLOAT、DOUBLE 和 DECIMAL 数据类型。

注意,在 DECIMAL 类型的字段后面的括号中定义了两个参数,用于指定 DECIMAL 类型的精度和标度。在上面的例子中,DECIMAL(10, 2) 表示该字段最多可以存储 10 位数,其中小数部分占据 2 位。你可以根据自己的需求调整这些参数。

针对上面这张表,如果插入一条数据,三个字段的值都是1111111111.111,会发生什么?

如果向上面创建的表中插入一条数据,其中三个字段的值都是 1111111111.111,会发生以下情况:
  1. float_column 字段:由于 FLOAT 类型只能保证大约 7 位有效数字的精度,因此在存储 1111111111.111 这个数值时,可能会发生精度损失。具体结果可能是类似于 1111111040.000 或者其他近似值。这是由于浮点数的机器表示导致的。

  2. double_column 字段:DOUBLE 类型相对于 FLOAT 类型具有更高的精度,可以保持大约 15 位有效数字的精度。因此,在存储 1111111111.111 这个数值时,双精度浮点数应该能够准确地保存这个值。

  3. decimal_column 字段:DECIMAL 类型是一种精确值数据类型,可以用于精确存储和计算任意精度的小数。在上述创建表时,decimal_column 被定义为 DECIMAL(10, 2),即可以存储 10 位数,其中小数部分占据 2 位。因此,当将 1111111111.111 插入到 decimal_column 字段中时,它将以完全精确的形式存储,不会发生任何精度损失。

总的来说,FLOAT 类型可能会有精度损失,DOUBLE 类型可以保持较高的精度,而 DECIMAL 类型是一种精确的数值类型,可以准确保存任意精度的小数。所以,如果需要确保精度不受损失,可以使用 DECIMAL 类型来存储这样的数值。