[SQL] 함수 FUNCTION

[SQL] 함수 FUNCTION
1. 내장 함수(BUILT-IN FUNCTION) 개요

내장 함수는 다시 함수의 입력 값이 단일행 값이 입력되는 단일행 함수(Single-Row Function)와 여러 행의 값이 입력되는 다중행 함수(Multi-Row Function)로 나눌 수 있다. 

다중행 함수는 다시 집계 함수(Aggregate Function), 그룹 함수(Group Function), 윈도우 함수(Window Function)로 나눌 수 있다.

함수는 입력되는 값이 아무리 많아도 출력은 하나만 된다는 M:1 관계라는 중요한 특징을 가지고 있다. 단일행 함수의 경우 단일행 내에 있는 하나의 값 또는 여러 값이 입력 인수로 표현될 수 있다. 다중행 함수의 경우도 여러 레코드의 값들을 입력 인수로 사용하는 것이다.

함수명 (칼럼이나 표현식 [, Arg1, Arg2, ... ])

단일행 함수는 처리하는 데이터의 형식에 따라서 문자형, 숫자형, 날짜형, 변환형, NULL 관련 함수로 나눌 수 있다. 벤더에서 제공하는 내장 함수는 상당히 종류가 많고 벤더별로 사용법이 틀린 경우가 많아, Oracle과 SQL Server에서 공통으로 사용하는 중요 함수 위주로 설명을 한다. 함수에 대한 자세한 내용이나 버전에 따른 변경 내용은 벤더에서 제공하는 매뉴얼을 참조하기 바란다. 아래 함수의 예에서 SUBSTR / SUBSTRING으로 표시한 것은 같은 기능을 하지만 다르게 표현되는 Oracle 내장 함수와 SQL Server 내장 함수를 순서대로 표현한 것이다.

단일행 함수의 중요한 특징은 다음과 같다.

- SELECT, WHERE, ORDER BY 절에 사용 가능하다. - 각 행(Row)들에 대해 개별적으로 작용하여 데이터 값들을 조작하고, 각각의 행에 대한 조작 결과를 리턴한다. 

- 여러 인자(Argument)를 입력해도 단 하나의 결과만 리턴한다. 

- 함수의 인자(Arguments)로 상수, 변수, 표현식이 사용 가능하고, 하나의 인수를 가지는 경우도 있지만 여러 개의 인수를 가질 수도 있다. - 특별한 경우가 아니면 함수의 인자(Arguments)로 함수를 사용하는 함수의 중첩이 가능하다.

2. 문자형 함수

문자형 함수는 문자 데이터를 매개 변수로 받아들여서 문자나 숫자 값의 결과를 돌려주는 함수이다. 몇몇 문자형 함수의 경우는 결과를 숫자로 리턴하는 함수도 있다.

문자형 함수들이 적용되었을 때 리턴되는 값을 예를 들어 설명한다.

Oracle은 SELECT 절과 FROM 절 두 개의 절을 SELECT 문장의 필수 절로 지정하였으므로 사용자 테이블이 필요 없는 SQL 문장의 경우에도 필수적으로 DUAL이라는 테이블을 FROM 절에 지정한다. DUAL 테이블의 특성은 다음과 같다.

- 사용자 SYS가 소유하며 모든 사용자가 액세스 가능한 테이블이다. 

- SELECT ~ FROM ~ 의 형식을 갖추기 위한 일종의 DUMMY 테이블이다. 

- DUMMY라는 문자열 유형의 칼럼에 'X'라는 값이 들어 있는 행을 1건 포함하고 있다.

반면 Sybase나 SQL Server의 경우에는 SELECT 절만으로도 SQL 문장이 수행 가능하도록 정의하였기 때문에 DUAL이란 DUMMY 테이블이 필요 없다. 그러나 Sybase나 SQL Server의 경우에도 사용자 테이블의 칼럼을 사용할 때는 FROM 절이 필수적으로 사용되어야 한다.

3. 숫자형 함수

숫자형 함수는 숫자 데이터를 입력받아 처리하고 숫자를 리턴하는 함수이다.

숫자형 함수들이 적용되었을 때 리턴되는 값을 예를 들어 설명한다.

4. 날짜형 함수

날짜형 함수는 DATE 타입의 값을 연산하는 함수이다. Oracle의 TO_NUMBER(TO_CHAR( )) 함수의 경우 변환형 함수로 구분할 수도 있으나 SQL Server의 YEAR, MONTH,DAY 함수와 매핑하기 위하여 날짜형 함수에서 설명한다. EXTRACT/DATEPART는 같은 기능을 하는 Oracle 내장 함수와 SQL Server 내장 함수를 표현한 것이다

DATE 변수가 데이터베이스에 어떻게 저장되는지 살펴보면, 데이터베이스는 날짜를 저장할 때 내부적으로 세기(Century), 년(Year), 월(Month), 일(Day), 시(Hours), 분(Minutes), 초(Seconds)와 같은 숫자 형식으로 변환하여 저장한다. 날짜는 여러 가지 형식으로 출력이 되고 날짜 계산에도 사용되기 때문에 그 편리성을 위해서 숫자형으로 저장하는 것이다. 데이터베이스는 날짜를 숫자로 저장하기 때문에 덧셈, 뺄셈 같은 산술 연산자로도 계산이 가능하다. 즉, 날짜에 숫자 상수를 더하거나 뺄 수 있다.

5. 변환형 함수

변환형 함수는 특정 데이터 타입을 다양한 형식으로 출력하고 싶을 경우에 사용되는 함수이다. 변환형 함수는 크게 두 가지 방식이 있다.

암시적 데이터 유형 변환의 경우 성능 저하가 발생할 수 있으며, 자동적으로 데이터베이스가 알아서 계산하지 않는 경우가 있어 에러를 발생할 수 있으므로 명시적인 데이터 유형 변환 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

명시적 데이터 유형 변환에 사용되는 대표적인 변환형 함수는 다음과 같다.

변환형 함수를 사용하여 출력 형식을 지정할 때, 숫자형과 날짜형의 경우 상당히 많은 포맷이 벤더별로 제공된다. 벤더별 데이터 유형과 함께 데이터 출력의 포맷 부분은 벤더의 고유 항목이 많으므로 매뉴얼을 참고하기 바라며, 아래는 대표적인 사례 몇 가지만 소개한다. [예제] 날짜를 정해진 문자 형태로 변형한다.

6. CASE 표현

CASE 표현은 IF-THEN-ELSE 논리와 유사한 방식으로 표현식을 작성해서 SQL의 비교 연산 기능을 보완하는 역할을 한다. ANSI/ISO SQL 표준에는 CASE Expression이라고 표시되어 있는데, 함수와 같은 성격을 가지고 있으며 Oracle의 Decode 함수와 같은 기능을 하므로 단일행 내장 함수에서 같이 설명을 한다.

IF-THEN-ELSE 논리를 구현하는 CASE Expressions은 Simple Case Expression과 Searched Case Expression 두 가지 표현법 중에 하나를 선택해서 사용하게 된다.

CASE SIMPLE_CASE_EXPRESSION 조건 or SEARCHED_CASE_EXPRESSION 조건 ELSE 표현절 END

첫 번째 SIMPLE_CASE_EXPRESSION은 CASE 다음에 바로 조건에 사용되는 칼럼이나 표현식을 표시하고, 다음 WHEN 절에서 앞에서 정의한 칼럼이나 표현식과 같은지 아닌지 판단하는 문장으로 EQUI(=) 조건만 사용한다면 SEARCHED_CASE_EXPRESSION보다 간단하게 사용할 수 있는 장점이 있다. Oracle의 DECODE 함수와 기능면에서 동일하다.

CASE EXPR WHEN COMPARISON_EXPR THEN RETURN_EXPR ELSE 표현절 END

7. NULL 관련 함수

가. NVL/ISNULL 함수

다시 한 번 NULL에 대한 특성을 정리한다.

- 널 값은 아직 정의되지 않은 값으로 0 또는 공백과 다르다. 0은 숫자이고, 공백은 하나의 문자이다. 

- 테이블을 생성할 때 NOT NULL 또는 PRIMARY KEY로 정의되지 않은 모든 데이터 유형은 널 값을 포함할 수 있다. 

- 널 값을 포함하는 연산의 경우 결과 값도 널 값이다. 모르는 데이터에 숫자를 더하거나 빼도 결과는 마찬가지로 모르는 데이터인 것과 같다. 

- 결과값을 NULL이 아닌 다른 값을 얻고자 할 때 NVL/ISNULL 함수를 사용한다. NULL 값의 대상이 숫자 유형 데이터인 경우는 주로 0(Zero)으로, 문자 유형 데이터인 경우는 블랭크보다는 ‘x’ 같이 해당 시스템에서 의미 없는 문자로 바꾸는 경우가 많다.

NVL/ISNULL 함수를 유용하게 사용하는 예는 산술적인 계산에서 데이터 값이 NULL일 경우이다. 칼럼 간 계산을 수행하는 경우 NULL 값이 존재하면 해당 연산 결과가 NULL 값이 되므로 원하는 결과를 얻을 수 없는 경우가 발생한다. 이런 경우는 NVL 함수를 사용하여 숫자인 0(Zero)으로 변환을 시킨 후 계산을 해서 원하는 데이터를 얻는다. 관계형 데이터베이스의 중요한 데이터인 NULL을 처리하는 주요 함수는 다음과 같다.

Oracle의 경우 NVL 함수를 사용한다.

NVL (NULL 판단 대상,‘NULL일 때 대체값’)

나. NULL과 공집합

일반적인 NVL/ISNULL 함수 사용

STEP1. 정상적으로 매니저 정보를 가지고 있는 SCOTT의 매니저를 출력한다.

[예제 및 실행 결과] 

SELECT MGR FROM EMP WHERE ENAME='SCOTT'; MGR ----- 7566 1개의 행이 선택되었다. ☞ 'SCOTT'의 관리자(MGR=Manager)는 7566 사번을 가진 JONES이다.

[예제 및 실행 결과] 

SELECT MGR FROM EMP WHERE ENAME='KING'; MGR ----- 1개의 행이 선택되었다. ☞ 빈 칸으로 표시되었지만 실 데이터는 NULL이다. ☞ 'KING'은 EMP 테이블에서 사장이므로 MGR(관리자) 필드에 NULL이 입력되어 있다.

[예제 및 실행 결과] 

SELECT NVL(MGR,9999) MGR FROM EMP WHERE ENAME='KING'; MGR ----- 9999 1개의 행이 선택되었다. ☞ NVL 함수로 NULL을 0으로 변경한다.

공집합의 NVL/ISNULL 함수 사용

SELECT 1 FROM DUAL WHERE 1 = 2; 와 같은 조건이 대표적인 공집합을 발생시키는 쿼리이며, 위와 같이 조건에 맞는 데이터가 한 건도 없는 경우를 공집합이라고 하고, NULL 데이터와는 또 다르게 이해해야 한다.

STEP1. 공집합을 발생시키기 위해 사원 테이블에 존재하지 않는 'JSC'라는 이름으로 데이터를 검색한다.

[예제 및 실행 결과] 

SELECT MGR FROM EMP WHERE ENAME='JSC'; 데이터를 찾을 수 없다. ☞ EMP 테이블에 ENAME이‘JSC’란 사람은 없으므로 공집합이 발생한다.

STEP2. NVL/ISNULL 함수를 이용해 공집합을 9999로 바꾸고자 시도한다.

[예제 및 실행 결과] 

SELECT NVL(MGR, 9999) MGR FROM EMP WHERE ENAME='JSC'; 데이터를 찾을 수 없다. ☞ 많은 분들이 공집합을 NVL/ISNULL 함수를 이용해서 처리하려고 하는데, 인수의 값이 공집합인 경우는 NVL/ISNULL 함수를 사용해도 역시 공집합이 출력된다. ☞ NVL/ISNULL 함수는 NULL 값을 대상으로 다른 값으로 바꾸는 함수이지 공집합을 대상으로 하지 않는다.

STEP3. 적절한 집계 함수를 찾아서 NVL 함수 대신 적용한다.

[예제 및 실행 결과] 

SELECT MAX(MGR) MGR FROM EMP WHERE ENAME='JSC'; MGR ----- 1개의 행이 선택되었다. ☞ 빈 칸으로 표시되었지만 실 데이터는 NULL이다. ☞ 다른 함수와 달리 집계 함수와 Scalar Subquery의 경우는 인수의 결과 값이 공집합인 경우에도 NULL을 출력한다.

STEP4. 집계 함수를 인수로 한 NVL/ISNULL 함수를 이용해서 공집합인 경우에도 빈칸이 아닌 9999로 출력하게 한다.

[예제 및 실행 결과] 

SELECT NVL(MAX(MGR), 9999) MGR FROM EMP WHERE ENAME='JSC'; MGR ----- 9999 1개의 행이 선택되었다. ☞ 공집합의 경우는 NVL 함수를 사용해도 공집합이 출력되므로, 그룹함수와 NVL 함수를 같이 사용해서 처리한다. 예제는 그룹함수를 NVL 함수의 인자로 사용해서 인수의 값이 공집합인 경우에도 원하는 9999라는 값으로 변환한 사례이다.

Oracle의 SQL*PLUS 같이 화면에서 데이터베이스와 직접 대화하는 환경이라면, 화면상에서 “데이터를 찾을 수 없다.”라는 문구로 공집합을 구분할 수 있지만, 다른 개발 언어 내에 SQL 문장이 포함된 경우에는 NULL과 공집합을 쉽게 구분하기 힘들다. 개발자들은 NVL/ISNULL 함수를 사용해야 하는 경우와, 집계 함수를 포함한 NVL/ISNULL 함수를 사용해야 하는 경우와, 1장 7절에서 설명할 NVL/ISNULL 함수를 포함한 집계 함수를 사용하지 않아야 될 경우까지 잘 이해해서 NVL/ISNULL 함수를 정확히 사용해야 한다.

다. NULLIF

NULLIF 함수는 EXPR1이 EXPR2와 같으면 NULL을, 같지 않으면 EXPR1을 리턴한다. 특정 값을 NULL로 대체하는 경우에 유용하게 사용할 수 있다.

NULLIF (EXPR1, EXPR2)

라. 기타 NULL 관련 함수 (COALESCE)

COALESCE 함수는 인수의 숫자가 한정되어 있지 않으며, 임의의 개수 EXPR에서 NULL이 아닌 최초의 EXPR을 나타낸다. 만일 모든 EXPR이 NULL이라면 NULL을 리턴한다.

COALESCE (EXPR1, EXPR2, …)