PostgreSQL : Документация: 11: 63.3. Опорные функции B-деревьев : Компания Postgres Professional

63.3. Опорные функции B-деревьев
Пред.	Наверх	Глава 63. Индексы B-деревья	Начало	След.

63.3. Опорные функции B-деревьев

Как показано в Таблице 38.8, btree определяет одну необходимую и две необязательных опорных функции.

Для всех комбинаций типов данных, для которых семейство операторов btree предоставляет операторы сравнения, оно должно предоставлять опорную функцию сравнения в pg_amproc с номером 1 и c amproclefttype/amprocrighttype, равными левому и правому типу сравнения (то есть тем же типам данных, с которыми соответствующие операторы зарегистрированы в pg_amop). Эта функция сравнения должна принимать два отличных от NULL значения A и B и возвращать значение int32, которое будет < 0, 0 или > 0, когда A < B, A = B или A > B, соответственно. Результат NULL не допускается: все значения типа данных должны быть сравнимыми. Примеры можно найти в src/backend/access/nbtree/nbtcompare.c.

Если сравниваемые значения имеют сортируемый тип данных, опорной функции сравнения будет передан OID соответствующего правила сортировки через стандартный механизм PG_GET_COLLATION().

Дополнительно семейство операторов btree может предоставить функции поддержки сортировки, которые регистрируются под номером опорной функции 2. Эти функции позволяют реализовывать сравнения для целей сортировки гораздо эффективнее, чем это возможно при прямолинейном вызове функции поддержки сравнения. Задействованные в этом программные интерфейсы определены в src/include/utils/sortsupport.h.

Дополнительно семейство операторов btree может предоставить опорные функции in_range, которые регистрируются под номером 3. Они не используются в ходе операций с индексом btree; вместо этого они расширяют семантику семейства операторов, чтобы оно могло поддерживать оконные предложения RANGE смещение PRECEDING и RANGE смещение FOLLOWING (см. Подраздел 4.2.8). По сути они предоставляют дополнительную информацию, позволяющую добавлять или вычитать смещение в соответствии с порядком сортировки, принятым в семействе.

Функция in_range должна иметь сигнатуру

in_range(значение type1, база type1, смещение type2, вычитание bool, меньше bool)
returns bool

Значение и база должны быть одного типа данных, и этот тип должен поддерживаться семейством операторов (то есть это должен быть тип, для которого реализуется сортировка). Однако смещение может быть другого типа, который никаким другим образом не поддерживается данным семейством. Например, встроенное семейство time_ops предоставляет функцию, для которой смещение имеет тип interval. Семейство может предоставлять функции in_range для любых из своих поддерживаемых типов и одного или нескольких типов смещений. Каждая функция in_range должна регистрироваться в pg_amproc с полем amproclefttype, равным type1, и amprocrighttype, равным type2.

Суть действия функции in_range зависит от двух логических флагов. Она должна прибавить или вычесть из базы смещение, а затем сравнить значение с результатом следующим образом:

если !вычитание и !меньше, возвращается значение >= (база + смещение)
если !вычитание и меньше, возвращается значение <= (база + смещение)
если вычитание и !меньше, возвращается значение >= (база - смещение)
если вычитание и меньше, возвращается значение <= (база - смещение)

Прежде чем делать это, функция должна проверить знак смещения и, если оно отрицательное, выдать ошибку ERRCODE_INVALID_PRECEDING_OR_FOLLOWING_SIZE (22013) с текстом ошибки «invalid preceding or following size in window function» (неверная предшествующая или последующая величина в оконной функции). (Это требуется стандартом SQL, но нестандартные семейства операторов могут проигнорировать данное ограничение, так как оно не несёт большой смысловой нагрузки.) Проверка этого требования делегируется функции in_range, чтобы коду ядра не требовалось понимать, что означает «меньше нуля» для произвольного типа данных.

Кроме того, функции in_range, если это практично, могут не выдавать ошибку, когда операция база + смещение или база - смещение приводит к переполнению. Правильный результат сравнения можно получить, даже если это значение выходит за границы допустимого диапазона этого типа данных. Заметьте, что если для типа данных определены такие понятия, как «бесконечность» и «NaN», могут потребоваться дополнительные меры для обеспечения согласованности результатов in_range с обычным порядком сортировки данного семейства операторов.

Результаты функции in_range должны соответствовать порядку сортировки, устанавливаемому семейством операторов. Точнее говоря, при любых фиксированных аргументах смещение и вычитание справедливо:

Если in_range с меньше = true возвращает true для некоторого значения1 и базы, true должно возвращаться для каждого значения2 <= значению1 с той же базой.
Если in_range с меньше = true возвращает false для некоторого значения1 и базы, false должно возвращаться для любого значения2 >= значению1 с той же базой.
Если in_range с меньше = true возвращает true для некоторого значения и базы1, true должно возвращаться для каждой базы2 >= базе1 с тем же значением.
Если in_range с меньше = true возвращает false для некоторого значения и базы1, false должно возвращаться для любой базы2 <= базе1 с тем же значением.

Аналогичные утверждения с противоположными условиями должны выполняться при меньше = false.

Если упорядочиваемый тип (type1) является сортируемым, функции in_range будет передан OID соответствующего правила сортировки через стандартный механизм PG_GET_COLLATION().

Функции in_range не должны обрабатывать NULL в аргументах и обычно помечаются как строгие.

Пред.	Наверх	След.
63.2. Поведение классов операторов B-дерева	Начало	63.4. Реализация

63.3. B-Tree Support Functions
Prev	Up	Chapter 63. B-Tree Indexes	Home	Next

63.3. B-Tree Support Functions

As shown in Table 38.8, btree defines one required and two optional support functions.

For each combination of data types that a btree operator family provides comparison operators for, it must provide a comparison support function, registered in pg_amproc with support function number 1 and amproclefttype/amprocrighttype equal to the left and right data types for the comparison (i.e., the same data types that the matching operators are registered with in pg_amop). The comparison function must take two non-null values A and B and return an int32 value that is < 0, 0, or > 0 when A < B, A = B, or A > B, respectively. A null result is disallowed: all values of the data type must be comparable. See src/backend/access/nbtree/nbtcompare.c for examples.

If the compared values are of a collatable data type, the appropriate collation OID will be passed to the comparison support function, using the standard PG_GET_COLLATION() mechanism.

Optionally, a btree operator family may provide sort support function(s), registered under support function number 2. These functions allow implementing comparisons for sorting purposes in a more efficient way than naively calling the comparison support function. The APIs involved in this are defined in src/include/utils/sortsupport.h.

Optionally, a btree operator family may provide in_range support function(s), registered under support function number 3. These are not used during btree index operations; rather, they extend the semantics of the operator family so that it can support window clauses containing the RANGE offset PRECEDING and RANGE offset FOLLOWING frame bound types (see Section 4.2.8). Fundamentally, the extra information provided is how to add or subtract an offset value in a way that is compatible with the family's data ordering.

An in_range function must have the signature

in_range(val type1, base type1, offset type2, sub bool, less bool)
returns bool

val and base must be of the same type, which is one of the types supported by the operator family (i.e., a type for which it provides an ordering). However, offset could be of a different type, which might be one otherwise unsupported by the family. An example is that the built-in time_ops family provides an in_range function that has offset of type interval. A family can provide in_range functions for any of its supported types and one or more offset types. Each in_range function should be entered in pg_amproc with amproclefttype equal to type1 and amprocrighttype equal to type2.

The essential semantics of an in_range function depend on the two boolean flag parameters. It should add or subtract base and offset, then compare val to the result, as follows:

if !sub and !less, return val >= (base + offset)
if !sub and less, return val <= (base + offset)
if sub and !less, return val >= (base - offset)
if sub and less, return val <= (base - offset)

Before doing so, the function should check the sign of offset: if it is less than zero, raise error ERRCODE_INVALID_PRECEDING_OR_FOLLOWING_SIZE (22013) with error text like “invalid preceding or following size in window function”. (This is required by the SQL standard, although nonstandard operator families might perhaps choose to ignore this restriction, since there seems to be little semantic necessity for it.) This requirement is delegated to the in_range function so that the core code needn't understand what “less than zero” means for a particular data type.

An additional expectation is that in_range functions should, if practical, avoid throwing an error if base + offset or base - offset would overflow. The correct comparison result can be determined even if that value would be out of the data type's range. Note that if the data type includes concepts such as “infinity” or “NaN”, extra care may be needed to ensure that in_range's results agree with the normal sort order of the operator family.

The results of the in_range function must be consistent with the sort ordering imposed by the operator family. To be precise, given any fixed values of offset and sub, then:

If in_range with less = true is true for some val1 and base, it must be true for every val2 <= val1 with the same base.
If in_range with less = true is false for some val1 and base, it must be false for every val2 >= val1 with the same base.
If in_range with less = true is true for some val and base1, it must be true for every base2 >= base1 with the same val.
If in_range with less = true is false for some val and base1, it must be false for every base2 <= base1 with the same val.

Analogous statements with inverted conditions hold when less = false.

If the type being ordered (type1) is collatable, the appropriate collation OID will be passed to the in_range function, using the standard PG_GET_COLLATION() mechanism.

in_range functions need not handle NULL inputs, and typically will be marked strict.

Prev	Up	Next
63.2. Behavior of B-Tree Operator Classes	Home	63.4. Implementation