MySQL高级函数之：`CONV()`：其在不同进制转换中的应用。 - 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 高级函数 CONV()：进制转换的艺术

大家好，今天我们来深入探讨 MySQL 中一个非常有用的函数：CONV()。这个函数主要用于在不同的数字进制之间进行转换。虽然在日常的 CRUD 操作中可能不太常用，但在处理特定类型的数据，例如编码、加密、或者需要展示不同进制数值的场景下，CONV() 函数就能大显身手。

`CONV()` 函数的基本语法

CONV() 函数的语法非常简单：

CONV(number, from_base, to_base)

number: 需要转换的数字，可以是字符串或数字类型。
from_base: number 当前的进制。取值范围是 2 到 36。
to_base: 要转换成的进制。取值范围也是 2 到 36。

返回值: 返回一个字符串，表示转换后的数字。如果任何参数为 NULL，或者参数无效（例如，from_base 或 to_base 超出范围），则返回 NULL。

进制的理解

在深入使用 CONV() 之前，我们先简单回顾一下进制的概念。进制是一种计数系统，它使用一组数字来表示数值。我们最常用的进制是十进制（base-10），它使用 0-9 这十个数字。其他常见的进制包括：

二进制（base-2）： 使用 0 和 1 两个数字。
八进制（base-8）： 使用 0-7 八个数字。
十六进制（base-16）： 使用 0-9 和 A-F（或 a-f）十六个数字，其中 A 代表 10，B 代表 11，以此类推，F 代表 15。
三十二进制（base-32）： 使用 0-9 和 A-V (或 a-v) 三十二个数字，其中 A 代表 10，B 代表 11，以此类推，V 代表 31。
三十六进制（base-36）： 使用 0-9 和 A-Z (或 a-z) 三十六个数字，其中 A 代表 10，B 代表 11，以此类推，Z 代表 35。

`CONV()` 函数的使用示例

1. 十进制转换为二进制

将十进制数 10 转换为二进制：

SELECT CONV('10', 10, 2); -- 输出: 1010

2. 二进制转换为十进制

将二进制数 1010 转换为十进制：

SELECT CONV('1010', 2, 10); -- 输出: 10

3. 十进制转换为十六进制

将十进制数 255 转换为十六进制：

SELECT CONV('255', 10, 16); -- 输出: FF

4. 十六进制转换为十进制

将十六进制数 FF 转换为十进制：

SELECT CONV('FF', 16, 10); -- 输出: 255

5. 不同进制之间的转换

将二进制数 1111 转换为十六进制：

SELECT CONV('1111', 2, 16); -- 输出: F

6. 使用变量

CONV() 函数也可以使用变量：

SET @num = '123';
SET @from_base = 10;
SET @to_base = 2;

SELECT CONV(@num, @from_base, @to_base); -- 输出: 1111011

7. 处理 NULL 值

如果任何参数为 NULL，CONV() 函数返回 NULL：

SELECT CONV(NULL, 10, 2); -- 输出: NULL
SELECT CONV('10', NULL, 2); -- 输出: NULL
SELECT CONV('10', 10, NULL); -- 输出: NULL

8. 处理超出范围的进制

如果 from_base 或 to_base 超出 2-36 的范围，CONV() 函数返回 NULL：

SELECT CONV('10', 1, 2);  -- 输出: NULL
SELECT CONV('10', 10, 37); -- 输出: NULL

9. 处理无效的数字

如果 number 包含无效的字符，CONV() 函数可能会返回 NULL 或一个不正确的结果，这取决于 MySQL 的版本和 sql_mode 设置。因此，在使用 CONV() 函数时，请确保 number 的格式与 from_base 相符。例如，尝试将一个包含字母的字符串从二进制转换为十进制：

SELECT CONV('10A', 2, 10); -- 输出: NULL (在某些配置下)

为了避免这种情况，可以使用正则表达式或其他字符串处理函数来验证 number 的格式。

`CONV()` 函数在实际应用中的例子

1. IP 地址转换

IP 地址通常以点分十进制格式表示（例如，192.168.1.1）。在数据库中存储 IP 地址时，将其转换为一个整数可以节省空间并提高查询效率。可以使用 CONV() 函数将 IP 地址的每个部分转换为二进制，然后将它们连接起来，最后将结果转换为十进制。反之，可以将存储的整数转换回点分十进制格式。

-- 将 IP 地址转换为整数
SET @ip_address = '192.168.1.1';
SET @part1 = SUBSTRING_INDEX(@ip_address, '.', 1);
SET @part2 = SUBSTRING_INDEX(SUBSTRING_INDEX(@ip_address, '.', 2), '.', -1);
SET @part3 = SUBSTRING_INDEX(SUBSTRING_INDEX(@ip_address, '.', 3), '.', -1);
SET @part4 = SUBSTRING_INDEX(@ip_address, '.', -1);

SELECT
  (CONV(@part1, 10, 2) << 24) +
  (CONV(@part2, 10, 2) << 16) +
  (CONV(@part3, 10, 2) << 8) +
  CONV(@part4, 10, 2);

-- 这段代码是有问题的，因为位运算不能直接应用在字符串上，需要先转换为数值类型。
-- 以下是修正后的代码：
SET @ip_address = '192.168.1.1';
SET @part1 = SUBSTRING_INDEX(@ip_address, '.', 1);
SET @part2 = SUBSTRING_INDEX(SUBSTRING_INDEX(@ip_address, '.', 2), '.', -1);
SET @part3 = SUBSTRING_INDEX(SUBSTRING_INDEX(@ip_address, '.', 3), '.', -1);
SET @part4 = SUBSTRING_INDEX(@ip_address, '.', -1);

SELECT
  (CAST(@part1 AS UNSIGNED) << 24) +
  (CAST(@part2 AS UNSIGNED) << 16) +
  (CAST(@part3 AS UNSIGNED) << 8) +
  CAST(@part4 AS UNSIGNED);

-- 将整数转换回 IP 地址（需要配合其他函数，此处只展示 CONV 的用法）

SELECT
    CONV(FLOOR(4294967295 / (256*256*256)) , 10, 10),'.',
    CONV(FLOOR((4294967295 % (256*256*256)) / (256*256)),10,10),'.',
    CONV(FLOOR(((4294967295 % (256*256*256)) % (256*256)) / 256),10,10),'.',
    CONV(((4294967295 % (256*256*256)) % (256*256)) % 256,10,10);

上面的代码虽然看起来复杂，但核心思想是将 IP 地址的每个部分看作一个 8 位的二进制数，然后将它们组合成一个 32 位的整数。

2. 编码转换

在某些系统中，可能使用特定的编码方式来表示数据。例如，可以使用 36 进制来表示短链接的 ID。CONV() 函数可以用于在不同的编码方式之间进行转换。

-- 将十进制 ID 转换为 36 进制短链接 ID
SET @id = 123456789;
SELECT CONV(@id, 10, 36); -- 输出: 21i3v9

-- 将 36 进制短链接 ID 转换回十进制 ID
SET @short_id = '21i3v9';
SELECT CONV(@short_id, 36, 10); -- 输出: 123456789

3. 数据脱敏

在某些情况下，需要对敏感数据进行脱敏处理。例如，可以将用户的 ID 转换为一个不同的进制，以防止直接暴露用户的真实 ID。

-- 将十进制用户 ID 转换为十六进制
SET @user_id = 1000;
SELECT CONV(@user_id, 10, 16); -- 输出: 3E8

需要注意的是，这种脱敏方式并不能完全保护数据的安全，因为可以通过逆向转换来恢复原始数据。更安全的脱敏方法包括哈希、加密等。

4. 生成唯一标识符

可以利用 CONV 函数生成更短的，易于管理的唯一标识符。例如，将自增ID转换成36进制的字符串。

-- 假设有一个自增ID
SET @auto_increment_id = 12345;

-- 将其转换为36进制
SELECT CONV(@auto_increment_id, 10, 36);  -- 输出结果类似 dnh

-- 这个结果可以用作短链接或其他需要紧凑表示的唯一标识符。

5. 数据压缩

虽然 CONV 本身不是一个压缩算法，但是它可以作为数据压缩策略的一部分。例如，如果你存储的是一些小数值，可以通过进制转换减少存储所需的字符数。

-- 假设要存储一个范围在 0 到 999 之间的数值。
SET @value = 567;

-- 如果直接存储为字符串，需要 3 个字符。
-- 如果转换成36进制，可能只需要2个字符
SELECT CONV(@value, 10, 36); -- 输出 ji

需要注意的是，实际的数据压缩通常会使用更复杂的算法。

`CONV()` 函数的局限性

范围限制： CONV() 函数的 from_base 和 to_base 只能在 2 到 36 之间。如果需要处理更大范围的进制，需要使用其他方法。
字符串处理： CONV() 函数返回的是字符串，如果需要进行数值计算，需要将其转换为数值类型。
错误处理： CONV() 函数的错误处理机制比较简单，可能会返回 NULL 或不正确的结果。在使用 CONV() 函数时，需要仔细验证输入参数的格式。
性能： 对于大量数据的转换，CONV() 函数的性能可能不是最优的。可以考虑使用其他方法来提高性能，例如使用预编译的函数或存储过程。

其他需要注意的点

大小写： CONV() 函数对大小写不敏感。例如，CONV('a', 16, 10) 和 CONV('A', 16, 10) 的结果相同。
前导零： CONV() 函数会忽略前导零。例如，CONV('0010', 2, 10) 的结果是 2。
负数： CONV() 函数可以处理负数。例如，CONV('-10', 10, 2) 的结果是 -1010。但是，需要注意的是，不同数据库系统对负数的处理方式可能不同。

总结一下

CONV() 函数是 MySQL 中一个用于在不同进制之间进行转换的强大工具。虽然它有一些局限性，但在处理特定类型的数据时，例如编码、加密、或者需要展示不同进制数值的场景下，CONV() 函数就能派上用场。掌握 CONV() 函数的用法，可以帮助我们更好地处理和操作数据。它在特定场景下能够简化代码，提高效率。