MySQL函数：`STRPOS()`与`INSTR()`在查找子字符串时的性能差异和应用场景。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

MySQL字符串查找：STRPOS() vs. INSTR() 的性能与应用

各位晚上好，今天我们来深入探讨MySQL中两个常用的字符串查找函数：STRPOS() 和 INSTR()。虽然它们的功能相似，都是用于在一个字符串中查找子字符串的位置，但在性能和应用场景上却存在一些差异。理解这些差异，可以帮助我们编写更高效的SQL查询。

1. 函数定义与基本用法

首先，我们来看看这两个函数的定义和基本用法。

STRPOS(str, substr):
- 函数返回子字符串 substr 在字符串 str 中第一次出现的位置。
- 位置索引从 1 开始。
- 如果 substr 未找到，则返回 0。
- 如果 str 或 substr 为 NULL，则返回 NULL。
示例：
```
SELECT STRPOS('hello world', 'world'); -- 返回 7
SELECT STRPOS('hello world', 'universe'); -- 返回 0
SELECT STRPOS('hello world', NULL); -- 返回 NULL
```
INSTR(str, substr):
- 函数返回子字符串 substr 在字符串 str 中第一次出现的位置。
- 位置索引从 1 开始。
- 如果 substr 未找到，则返回 0。
- 如果 str 或 substr 为 NULL，则返回 NULL。
示例：
```
SELECT INSTR('hello world', 'world'); -- 返回 7
SELECT INSTR('hello world', 'universe'); -- 返回 0
SELECT INSTR('hello world', NULL); -- 返回 NULL
```

从上面的定义和示例可以看出，STRPOS() 和 INSTR() 在功能上几乎完全相同。它们都接受两个参数：要搜索的字符串 (str) 和要查找的子字符串 (substr)，并返回子字符串在字符串中第一次出现的位置。如果找不到子字符串，则返回 0。如果任何一个参数为 NULL，则返回 NULL。

2. 语法差异

虽然功能相同，但 STRPOS() 和 INSTR() 的语法结构稍有不同。

STRPOS() 的参数顺序是 STRPOS(str, substr)，即先是字符串，后是子字符串。
INSTR() 的参数顺序是 INSTR(str, substr)，与 STRPOS() 相同。

这个细微的差异在实际使用中可能并不显著，但在编写代码时需要注意保持一致性，避免混淆。

3. 性能比较

接下来，我们来重点讨论 STRPOS() 和 INSTR() 的性能差异。理论上，这两个函数的内部实现可能有所不同，这可能会导致在某些情况下性能上的差异。

为了进行性能比较，我们可以创建一个包含大量数据的表，并使用这两个函数进行搜索，然后比较执行时间。

首先，创建测试表：

CREATE TABLE test_strings (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    long_string TEXT
);

然后，插入一些数据。为了模拟真实场景，我们可以插入一些包含重复子字符串和不同长度字符串的数据。

INSERT INTO test_strings (long_string) VALUES
('This is a long string with the word apple in it.'),
('Another long string without the word apple.'),
('A short string with apple.'),
('A very very very long string with apple apple apple in it.'),
('Yet another string.');

-- 为了增加数据量，可以重复执行以上插入语句，或者使用循环语句生成数据。
-- 例如，使用存储过程：
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE generate_test_data(IN num_rows INT)
BEGIN
  DECLARE i INT DEFAULT 0;
  WHILE i < num_rows DO
    INSERT INTO test_strings (long_string) VALUES (CONCAT('This is a long string ', i, ' with the word apple in it.'));
    SET i = i + 1;
  END WHILE;
END //
DELIMITER ;

CALL generate_test_data(10000);

现在，我们使用 STRPOS() 和 INSTR() 分别进行搜索，并使用 BENCHMARK() 函数来衡量执行时间。

SELECT BENCHMARK(1000000, STRPOS(long_string, 'apple')) FROM test_strings;
SELECT BENCHMARK(1000000, INSTR(long_string, 'apple')) FROM test_strings;

BENCHMARK(count, expr) 函数会执行表达式 expr count 次，并返回执行的总时间。通过比较两个查询的返回值，我们可以大致了解 STRPOS() 和 INSTR() 的性能差异。

注意： 实际的性能差异可能会受到多种因素的影响，例如MySQL的版本、硬件配置、数据量、索引等。因此，建议在实际环境中进行测试，以获得更准确的性能数据。

更深入的性能分析：使用 EXPLAIN

除了使用 BENCHMARK() 函数外，我们还可以使用 EXPLAIN 语句来分析查询的执行计划，从而更深入地了解 STRPOS() 和 INSTR() 的性能。

EXPLAIN SELECT * FROM test_strings WHERE STRPOS(long_string, 'apple') > 0;
EXPLAIN SELECT * FROM test_strings WHERE INSTR(long_string, 'apple') > 0;

EXPLAIN 语句会显示MySQL优化器如何执行查询，包括使用的索引、扫描的行数等。通过比较两个查询的执行计划，我们可以了解 STRPOS() 和 INSTR() 在索引利用方面的差异。

一般情况下，STRPOS() 和 INSTR() 在没有索引的情况下，都会进行全表扫描。因此，在大型表中进行字符串搜索时，性能会比较差。

4. 应用场景

尽管 STRPOS() 和 INSTR() 在功能上非常相似，但在实际应用中，我们仍然可以根据具体场景选择合适的函数。

代码可读性: 如果你更习惯使用 STRPOS() 的语法，或者你的团队已经习惯使用 STRPOS()，那么可以使用 STRPOS()。同样，如果你更喜欢 INSTR() 的语法，或者你的团队更熟悉 INSTR()，那么可以选择 INSTR()。
兼容性: 在某些情况下，你可能需要考虑数据库的兼容性。虽然 STRPOS() 和 INSTR() 都是标准的SQL函数，但在某些旧版本的数据库中，可能只支持其中一个函数。因此，在选择函数时，需要考虑目标数据库的兼容性。
结合其他函数: STRPOS() 和 INSTR() 可以与其他字符串函数结合使用，以实现更复杂的字符串处理逻辑。例如，我们可以使用 SUBSTRING() 函数来提取子字符串，然后使用 STRPOS() 或 INSTR() 来查找子字符串的位置。
```
SELECT SUBSTRING(long_string, INSTR(long_string, 'apple'), 10) FROM test_strings WHERE INSTR(long_string, 'apple') > 0;
```

5. 优化策略

无论使用 STRPOS() 还是 INSTR()，在大型表中进行字符串搜索时，都需要考虑优化策略，以提高查询性能。

索引: 最有效的优化策略是使用索引。但是，由于 STRPOS() 和 INSTR() 都是对字符串内容进行搜索，因此无法直接使用标准的B树索引。为了提高性能，可以使用全文索引。
```
ALTER TABLE test_strings ADD FULLTEXT INDEX idx_long_string (long_string);
```
然后，可以使用 MATCH AGAINST 语句进行全文搜索。
```
SELECT * FROM test_strings WHERE MATCH (long_string) AGAINST ('apple');
```
注意： 全文索引只适用于MyISAM和InnoDB存储引擎，并且需要根据实际情况进行配置。
避免在 WHERE 子句中使用函数: 尽量避免在 WHERE 子句中使用 STRPOS() 或 INSTR() 函数，因为这会导致MySQL无法使用索引。如果必须使用函数，可以考虑将函数计算结果存储在一个单独的列中，并对该列进行索引。
```
ALTER TABLE test_strings ADD COLUMN apple_position INT;
UPDATE test_strings SET apple_position = INSTR(long_string, 'apple');
CREATE INDEX idx_apple_position ON test_strings (apple_position);

SELECT * FROM test_strings WHERE apple_position > 0;
```
限制搜索范围: 如果你知道子字符串可能出现在字符串的某个特定位置，可以限制搜索范围，以减少搜索的次数。例如，可以使用 LEFT() 或 RIGHT() 函数来提取字符串的一部分，然后使用 STRPOS() 或 INSTR() 在提取的子字符串中进行搜索。
考虑使用其他技术: 在某些情况下，可以考虑使用其他技术来提高字符串搜索的性能，例如使用缓存、使用专门的搜索引擎等。

6. NULL 值的处理

STRPOS() 和 INSTR() 在处理 NULL 值时，都会返回 NULL。在实际应用中，我们需要注意处理 NULL 值，以避免出现意外的结果。

可以使用 IFNULL() 或 COALESCE() 函数来处理 NULL 值。

SELECT STRPOS(IFNULL(long_string, ''), 'apple') FROM test_strings;
SELECT INSTR(COALESCE(long_string, ''), 'apple') FROM test_strings;

总结

STRPOS() 和 INSTR() 功能相同，语法略有差异。
性能差异不大，但应根据实际情况进行测试。
使用索引是提高字符串搜索性能的关键。
注意处理 NULL 值。

选择哪个函数？

在大多数情况下，STRPOS() 和 INSTR() 可以互换使用。选择哪个函数取决于个人偏好、团队习惯和代码可读性。性能差异通常可以忽略不计，但如果在大型表中进行频繁的字符串搜索，建议进行实际测试，以选择性能更好的函数。更重要的是，要关注优化策略，例如使用索引，以提高查询性能。

感谢大家的聆听。希望今天的讲解能帮助大家更好地理解和使用 STRPOS() 和 INSTR() 函数。

MySQL字符串查找：STRPOS() vs. INSTR() 的性能与应用

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