Иван Сергеевич Задворьев
Язык PL/SQL
Типы данных PL/SQL
Напомним, что типом данных (data туре) называется именованное множество значений данных заданной структуры, удовлетворяющих специфицированным ограничениям целостности и допускающих выполнение над ними определенного, ассоциированного с этим множеством набора операций. Например, числа и даты можно складывать и вычитать, а строки и логические значения нельзя.
Язык PL/SQL относится к языкам со статической типизацией. Статической типизацией называется проверка типов данных во время компиляции программ. К числу языков программирования со статической типизацией относятся Pascal, Java, C/C++/C#. Языки с динамической типизацией (JavaScript, Python, Ruby) выполняют большинство проверок типов во время выполнения программ. Статическая типизация позволяет выявлять ошибки во время компиляции, что повышает надежность программ.
Виды типов данных
Так как язык PL/SQL является процедурным расширением языка SQL, то в PL/SQL есть все типы данных, которые имеются в диалекте Oracle SQL с некоторыми несущественными различиями. В дополнение к ним в PL/SQL есть и такие типы данных, которых нет в Oracle SQL.
В PL/SQL имеются скалярные и составные типы данных:
данные скалярных типов состоят из одного неделимого (атомарного) значения (логические значения, числа, даты, строки);
данные составных типов состоят из нескольких значений (записи и коллекции).
Скалярные типы данных PL/SQL
Объявления типов данных PL/SQL находятся в пакете STANDARD, находящемся в схеме пользователя SYS:
package STANDARD AUTHID CURRENT_USER is
type BOOLEAN is (FALSE, TRUE);
type DATE is DATE_BASE;
type NUMBER is NUMBER_BASE;
subtype FLOAT is NUMBER; – NUMBER(126)
subtype REAL is FLOAT; – FLOAT(63)
subtype INTEGER is NUMBER(38,0);
subtype INT is INTEGER;
subtype DEC is DECIMAL;
…
subtype BINARY_INTEGER is INTEGER range '-2147483647'..2147483647;
subtype NATURAL is BINARY_INTEGER range 0..2147483647;
…
type VARCHAR2 is NEW CHAR_BASE;
subtype VARCHAR is VARCHAR2;
subtype STRING is VARCHAR2;
…
Видно, что объявленные в пакете STANDARD типы данных PL/SQL либо соответствуют типам данных Oracle SQL (_BASE-типы), либо вводятся как их подтипы (subtype).
Отметим наличие типа данных BOOLEAN, которого нет в Oracle SQL. Значения типа BOOLEAN можно, например, использовать в коде следующего вида:
l_amount_negative_flag BOOLEAN := amount<0;
IF l_amount_negative_flag THEN … END IF;
Существенным отличием типов данных PL/SQL и Oracle SQL является большая максимальная длина значений типов CHAR и VARCHAR2, предназначенных для представления строк фиксированной и переменной длины:
для VARCHAR2 в PL/SQL максимальная длина значений находится в диапазоне от 1 до 32 767 байт (в Oracle SQL до версии Oracle 12c максимальная длина VARCHAR2 была до 4000 байт, в Oracle 12c она была увеличена также до 32 767 байт);
для CHAR в PL/SQL максимальная длина значений находится в диапазоне от 1 до 32 767 байт (в Oracle SQL до версии Oracle 12c максимальная длина CHAR была до 2000 байт, в Oracle 12c она была увеличена также до 32 767 байт).
Записи PL/SQL
Записи PL/SQL относятся к составным типам данных и определяются как наборы атрибутов, связанных определенными отношениями. Атрибуты записи могут быть как скалярных типов данных, так и других составных типов – другими записями и коллекциями.
Запись PL/SQL объявляется как пользовательский тип данных с помощью ключевого слова RECORD, в целом работа с записями PL/SQL похожа на работу с записями в языке Pascal или структурами в языке C:
DECLARE
TYPE t_person IS RECORD
(name VARCHAR2 (100),
secname VARCHAR2 (100),
surname VARCHAR2 (100),
born DATE);
l_person t_person;
BEGIN
l_person.surname := 'Ильин';
l_person.name := 'Виктор';
l_person.secname := 'Семенович';
l_person.born := TO_DATE('07.08.1969','dd.mm.yyyy');
print(l_person);
END;
Назначение записей PL/SQL:
считывание в записи PL/SQL строк результирующих выборок SQL-запросов (при объявлении записей PL/SQL на основе таблиц и курсоров с помощью атрибута %ROWTYPE);
объединение в одну структуру нескольких параметров процедур и функций (вместо большого числа параметров скалярных типов удобнее передавать в процедуры и функции один параметр составного типа).
Компактность и расширяемость исходного кода – основное преимущество от использования записей PL/SQL. Сравните два варианта вызова процедуры печати сведений о человеке – с одним параметром-записью PL/SQL и с несколькими параметрами скалярных типов данных:
print(l_person) и print(l_name, l_secname, l_surname, l_born)
Первый вариант вызова выглядит более компактным. Кроме того, если появится необходимость обрабатывать новые сведения о человеке, например, ИНН и СНИЛС, то для второго варианта во все вызовы процедуры print по всему коду понадобится дописать по два новых параметра. Если же передавать описание человека в виде записи PL/SQL, то потребуется только добавить новые атрибуты в объявление типа t_person. Вносить изменения в заголовок функции print и в ее вызовы по исходному коду не потребуется. Тем самым с помощью использования записей PL/SQL обеспечивается расширяемость исходного кода.
Приведем основные правила работы с записями PL/SQL:
в определении атрибутов записей могут быть указаны ограничения NOT NULL и заданы значения атрибутов по умолчанию;
присвоение записи NULL присваивает NULL всем ее атрибутам;
чтобы сравнить две записи на равенство или неравенство нужно последовательно попарно сравнить значения всех атрибутов.
Так как записи PL/SQL похожи на строки таблиц, то особенно выпукло преимущества их использования для обеспечения компактности и расширяемости кода проявляются при выполнении предложений SQL в PL/SQL. Одна строка таблицы – одна запись PL/SQL. Строки таблиц «живут» в базе данных, записи PL/SQL «живут» в программах. Строку таблицы можно одной командой считать в запись PL/SQL, запись PL/SQL можно одной командой вставить как строку таблицы, то есть обеспечивается движение данных в обоих направлениях. В PL/SQL также есть специальные языковые конструкции, которые позволяют перемещать между базой данных и программой PL/SQL не отдельные записи PL/SQL и строки таблиц, а их множества. И все это делается очень компактно – одной-двумя строками кода PL/SQL.
Объявление переменных с привязкой
Так как язык PL/SQL предназначен для обработки данных, которые находятся в таблицах базы данных Oracle, то в нем предусмотрена возможность объявления переменных с привязкой к схемам этих таблиц. Например, если какая-то переменная используется для считывания в нее значений столбца surname таблицы person, то логично было бы указать при объявлении этой переменной тип данных, совпадающий с типом данных столбца.
Существует два вида привязки переменных:
скалярная привязка (c помощью атрибута %TYPE переменная объявляется с типом данных указанного столбца таблицы);
привязка к записи (с помощью атрибута %ROWTYPE объявляется переменная-запись PL/SQL с атрибутами по числу столбцов указанной таблицы или курсора).
Рассмотрим пример. Пусть в базе данных имеется таблица tab1 со столбцами at1 типа DATE и at2 типа VARCHAR2(20). Тогда в коде PL/SQL можно объявить переменные следующим образом:
l_tab1 tab1%ROWTYPE;
l_at1 tab1.at1%TYPE;
Переменная l_tab1 будет являться записью PL/SQL с двумя атрибутами at1, at2, типы данных которых будут такими же, как типы данных столбцов at1, at2 таблицы tab1, то есть DATE и VARCHAR2(20) соответственно. Переменная l_at1 будет иметь тип данных, такой же, как у столбца at1, то есть date.
Преимущества объявления переменных с привязкой:
автоматически выполняется синхронизация со схемами таблиц;
компактный расширяемый код для считывания строк результирующих выборок SQL-запросов без перечисления столбцов.
Автоматическая синхронизация объявлений переменных в программах PL/SQL и схем таблиц базы данных делает программы PL/SQL устойчивыми к возможным в будущем изменениям, таким как добавление, удаление или переименование столбцов таблиц, изменениям их типов данных. На практике такие изменения схем таблиц происходят довольно часто.
Приведем конкретный пример. В базе данных CRM-системы была таблица clients, в которой имелся столбец inn. На момент разработки системы клиентами могли быть только юридические лица, у которых длина ИНН составляет 10 символов. Со временем компания стала обслуживать и физических лиц, у которых длина ИНН 12 символов. Администратор базы данных изменил тип данных столбца inn таблицы clients с VARCHAR2(10) на VARCHAR2(12) и в таблице стал появляться строки с длинными ИНН. Так как в коде PL/SQL все переменные для работы с ИНН были объявлены как VARCHAR2(10), то при считывании из базы данных ИНН физических лиц в программах PL/SQL стали происходить ошибки. Если бы переменные для ИНН в свое время были объявлены с привязкой к столбцу inn с помощью атрибута %TYPE, то они автоматически «расширились» бы сами и ошибок на стадии выполнения не происходило бы.
Без перечисления столбцов результирующих выборок SQL-запросов пишется очень компактный код вида
l_person person%ROWTYPE;
SELECT * INTO l_person FROM person WHERE id=13243297;
print(l_person);
SQL-запрос выбирает все столбцы таблицы person, и у объявленной с помощью %ROWTYPE переменной l_person будет ровно столько же атрибутов, сколько столбцов у таблицы person, с такими же именами и типами данных, в том же порядке следования. Значения всех столбцов считываемой строки таблицы присвоятся соответствующим атрибутам записи PL/SQL. Если в таблице person в будущем появится новый столбец, он автоматически «подхватится» и SQL-запросом (SELECT *) и объявлением переменной l_person в программе PL/SQL. Никаких изменений в код вносить не потребуется, автоматическая перекомпиляция программы произойдет при первом обращении к ней.
Объявлять переменные как записи PL/SQL с помощью атрибута %ROWTYPE можно не только на основе какой-то одной таблицы, но и на основе столбцов результирующих выборок произвольных SQL-запросов. Для этого записи PL/SQL объявляются на основе явных курсоров, рассматриваемых далее.
Структура программы PL/SQL
Структура блока
В PL/SQL, как и в большинстве процедурных языков программирования, наименьшей единицей группировки исходного кода является блок. Он представляет собой фрагмент кода, определяющий границы выполнения кода и области видимости для объявлений. Блоки могут вкладываться друг в друга.
Разделы блока PL/SQL
Блок PL/SQL состоит из четырех разделов:
раздел заголовка;
раздел объявлений;
исполняемый раздел;
раздел обработки исключений.
Разделов заголовка, объявлений и обработки исключений в блоке может не быть, обязательным является только исполняемый раздел.
Синтаксически блок PL/SQL выглядит следующим образом:
раздел заголовка
DECLARE
раздел объявлений
BEGIN
исполняемый раздел
EXCEPTION
раздел обработки исключений
END;
В разделе заголовка указываются:
тип блока (процедура, функция);
имя блока (имя процедуры, функции);
имена параметров, их типы данных и режимы передачи значений.
В разделе объявлений объявляются пользовательские типы данных, переменные и константы, которые потом используются в исполняемом разделе и разделе обработки исключений. В исполняемом разделе реализуется собственно логика программы. В вырожденном случае там может присутствовать только одна «пустая» команда NULL. Обработка исключений рассматривается далее в отдельном параграфе.
Ключевые слова BEGIN и END в языке PL/SQL являются операторными скобками, подобными символам { и } в других языках программирования и отмечают начало исполняемого раздела и конец блока. Каждая команда в PL/SQL должна завершаться точкой с запятой (символом ; ).
Виды блоков PL/SQL
В PL/SQL есть два вида блоков:
именованные блоки (с разделом заголовка);
анонимные блоки (без раздела заголовка).
Именованные блоки в свою очередь тоже бывают двух видов:
именованные блоки хранимых в базе данных программ (процедур, функций, пакетов и триггеров);
именованные блоки в разделах объявлений других блоков (анонимных или именованных).
Хранимые программы (stored programs) являются объектами базы данных Oracle и создаются DDL-командой CREATE, после которой записывается именованный блок PL/SQL. Имя блока, указанное в разделе заголовка, будет являться именем объекта базы данных.
Анонимные блоки (anonymous blocks) раздела заголовка не имеют. Если блок не имеет раздела заголовка, то он не имеет и имени, которое в этом разделе указывается, поэтому такие блоки и называются анонимными.
Анонимные блоки либо вкладываются в другие блоки, либо хранятся в виде текстовых файлов-сценариев. В последнем случае анонимные блоки, как правило, используются для вызова хранимых программ или для автоматизации задач администрирования баз данных.
Анонимный блок-сценарий file1.sql
Вложенные анонимные блоки
в именованном блоке хранимой программы
DECLARE
i INTEGER;
– именованный блок процедуры proc1
– в разделе анонимного блока
PROCEDURE proc1 IS
BEGIN
NULL;
END;
BEGIN
– вызов процедуры proc1
proc1;
END;
– именованный блок процедуры proc2
CREATE PROCEDURE proc2 AS
BEGIN
– родительский анонимный блок,
– вложенный в именованный proc2:
DECLARE
BEGIN
– еще один анонимный блок
– вложенный в родительский:
DECLARE
BEGIN
NULL;
END; – конец вложенного блока
END; – конец родительского блока
END;– конец именованного блока proc2
Комментарии
В любом месте исходного кода на PL/SQL могут быть комментарии, однострочные и многострочные.
Однострочные комментарии начинаются с двух дефисов (символы –). Весь текст после двух дефисов и до конца строки рассматривается как комментарий и игнорируется компилятором. Если два дефиса стоят в начале строки, то комментарием является вся строка.
Многострочный комментарий размещается между начальным (/*) и конечным (*/) ограничителями. Вложение многострочных комментариев друг в друга не допускается.
Тема комментирования исходного кода заслуживает отдельного рассмотрения. Авторы книги являются сторонниками следующего принципа: «Комментируйте неочевидные участки кода. Не комментируйте очевидные».
О том, как следует комментировать код, есть несколько хороших статей, также эта тема подробно рассмотрена в книгах, посвященных выработке хорошего стиля программирования. Особое внимание следует уделить тому, чтобы тексты комментариев соответствовали актуальной версии кода. Довольно часто после внесения изменений в коде забывают их отразить в комментариях.
Переменные и константы PL/SQL
Приведем пример анонимного блока, в котором объявлены одна константа и две переменные, а в исполняемом разделе выполняются действия по вычислению натуральных логарифмов чисел 2 и 3.
/* Вычисление
двух логарифмов */
SQL> DECLARE
2 header1 CONSTANT VARCHAR2(20) := 'Логарифм двух равен ';
3 header2 CONSTANT VARCHAR2(20) := 'Логарифм трех равен ';
4 arg INTEGER := 2;
5 – исполняемый раздел
6 BEGIN
7 DBMS_OUTPUT.PUT_LINE(header1||LN(arg));
8 arg := arg+1;
9 DBMS_OUTPUT.PUT_LINE(header2||LN(arg));
10 END;
11 /
Логарифм двух равен .6931471805599453094172321214581765680782
Логарифм трех равен 1.09861228866810969139524523692252570465
PL/SQL procedure successfully completed.
В разделе объявлений можно объявлять как переменные, так и константы (с помощью ключевого слова CONSTANT). Константа отличается от переменной тем, что ее значение нельзя изменять после объявления. Если указать константу в левой части оператора присваивания и т. п., то это будет определено как ошибка еще на этапе компиляции. Переменным присваивать значения можно в любом разделе, в том числе прямо при ее объявлении в разделе объявлений. По умолчанию переменная инициализируется «пустым» значением NULL.
Имена констант, переменных, пользовательских типов данных в грамматике PL/SQL называются идентификаторами. К идентификаторам предъявляются следующие требования:
идентификатор должен состоять только из букв, цифр и символов _$#
идентификатор должен начинаться с буквы;
длина идентификатора должна быть до 30 символов;
идентификатор не должен быть зарезервированным словом.
Примеры недопустимых идентификаторов:
2_name (начинается не с буквы, правильно – l_second_name);
l_exchange_rate_on_current_date (длина свыше 30 символов).
Рекомендуется блокам PL/SQL, пользовательским типам данных, переменным и константам давать имена, соответствующие некоторому соглашению об именовании.
В языке PL/SQL переменные, константы и пользовательские типы данных являются локальными для блока, в котором они объявлены. Когда выполнение блока будет завершено, все эти объекты внутри программы становятся недоступными. Можно сказать, что у каждого объявленного в программе PL/SQL элемента имеется некоторая область видимости – участок программы, в котором можно ссылаться на этот элемент (блок, в котором элемент объявлен, и все вложенные в него блоки).
Структуры управления вычислениями
Известно, что для реализации алгоритмов на процедурном языке программирования требуется наличие в нем трех следующих структур управления вычислениями, причем должна быть возможность вкладывать все структуры друг в друга произвольным образом:
последовательность команд (выполнение команд согласно их упорядоченности);
выбор (проверка условия и выполнение той или иной последовательности команд в зависимости от истинности или ложности условия);
повторение (выполнение последовательности команд до тех пор, пока условие повторения принимает истинное значение).
Рис. 1. Структуры управления вычислениями.
Команды, указанные в коде PL/SQL, выполняются последовательно. Такая схема называется потоком команд, то есть первая требуемая структура управления вычислениями (последовательность) в PL/SQL имеется. Рассмотрим языковые конструкции PL/SQL для выбора и повторения (условные команды, команды перехода и циклы).