TDengine 数学函数 LOG 用户手册

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LOG 函数

语法

LOG(expr)
LOG(expr, base)

功能说明

• LOG(x) 返回 x 的自然对数，等价于 LN(x)
• LOG(x, b) 返回以 b 为底的对数，等价于 LN(x) / LN(b)

版本

• v3.3.x

返回结果类型

• DOUBLE

适用数据类型

• 数值类型：TINYINT、SMALLINT、INT、BIGINT、FLOAT、DOUBLE 及其无符号类型
• 不支持：BOOL、BINARY、NCHAR、TIMESTAMP 作为参数

嵌套子查询支持

• 适用于内层查询和外层查询

适用于

• 表和超级表

使用说明

• 参数个数为 1 或 2；少于 1 或多于 2 个参数报错
• 定义域约束
  • x 必须大于 0，否则返回 NULL
  • base 必须大于 0 且不等于 1，否则返回 NULL
• NULL 传播：任一参数为 NULL 时结果为 NULL
• 与类型提升：按数值类型提升到浮点进行计算，结果为 DOUBLE
• 仅与普通列、选择（Selection）、投影（Projection）函数一起使用；不要与聚合（Aggregation）函数在同一层直接混用

错误与异常

• LOG(x) 当 x ≤ 0 → 返回 NULL
• LOG(x, 1) 或 LOG(x, b ≤ 0) → 返回 NULL
• 参数数量不合法、参数类型不合法 → 语法错误
• 同一 SELECT 中混用聚合列与非聚合表达式（例如 c1 与 COUNT(...)）→ 语法错误

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示例所用表与数据（可直接复制执行）

-- 1) 建库与使用
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS power;
USE power;

-- 2) 建超级表（示例字段覆盖整型/浮点等常见数值类型）
CREATE STABLE meters (
  ts TIMESTAMP,
  current FLOAT,
  voltage INT,
  temperature FLOAT,
  power DOUBLE
) TAGS (
  location VARCHAR(64),
  gid INT
);

-- 3) 建子表
CREATE TABLE d1001 USING meters TAGS ('SF', 1);
CREATE TABLE d1002 USING meters TAGS ('LA', 2);

-- 4) 写入示例数据
INSERT INTO d1001 VALUES
  ('2024-01-01 10:00:00.000', 10.3, 220, 25.5, 2266.0),
  ('2024-01-01 10:01:00.000', 12.6, 220, 28.2, 2772.0),
  ('2024-01-01 10:02:00.000',  8.5, 221, 22.8, 1878.5);

INSERT INTO d1002 VALUES
  ('2024-01-01 10:00:00.000',  9.0, 219, 24.0, 1971.0),
  ('2024-01-01 10:01:00.000', 14.0, 222, 26.0, 3108.0),
  ('2024-01-01 10:02:00.000',  7.2, 220, 23.5, 1584.0);

说明

• 示例表与字段简洁直观，覆盖 LOG 的典型用法
• 可直接复制执行，便于复现本文各 SQL 示例
• 全文示例均不使用 WITH、窗口函数（如 LAG、OVER），符合 TDengine 语法特性

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使用示例

1) 基础用法（单参数，自然对数）

-- 自然对数（等同 LN）
SELECT ts, current, LOG(current) AS ln_current FROM d1001;

2) 指定底数（常用 10、2）

-- 以 10 为底的对数
SELECT ts, power, LOG(power, 10) AS log10_power FROM d1001;

-- 以 2 为底的对数（常用于量级、分桶）
SELECT ts, voltage, LOG(voltage, 2) AS log2_voltage FROM d1002;

3) 非法与 NULL 输入处理

-- 小于等于 0 或底数等于 1 均为 NULL
SELECT
  LOG(-1) AS ln_neg1,
  LOG(0) AS ln_zero,
  LOG(10, 1) AS log_base1,
  LOG(10, -2) AS log_base_neg;

4) 与列计算组合

-- 组合计算后再取对数
SELECT ts, current * voltage AS pv, LOG(current * voltage) AS ln_pv FROM d1001;

5) 作为过滤条件

-- 过滤"对数功率"超过阈值的记录（指数尺度下的阈值更稳定）
SELECT ts, power 
FROM d1002 
WHERE LOG(power, 10) > 3;

6) 作为派生列参与进一步计算

-- 用对数差近似相对变化（同一行内字段对比，不使用窗口函数）
SELECT
  ts,
  power,
  temperature,
  LOG(power) - LOG(temperature) AS ln_power_temp_diff 
FROM d1001 
WHERE power > 0 AND temperature > 0;

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生产场景应用与目的

场景 A：功率/能耗的对数刻度分析（跨数量级可视化）

目的

• 把功率或能耗映射到对数尺度，便于跨数量级对比与可视化

示例

SELECT ts, power, LOG(power, 10) AS log10_power 
FROM d1001 
ORDER BY ts;

场景 B：对数范围与波动评估（相对变化更稳定）

目的

• 通过 log(max) - log(min) 衡量区间相对波动，弱化绝对量纲影响

示例

SELECT
  MIN(voltage) AS min_v,
  MAX(voltage) AS max_v,
  LOG(MAX(voltage)) - LOG(MIN(voltage)) AS ln_range 
FROM d1002;

场景 C：几何平均（乘性数据的中心趋势）

目的

• 相比算术平均，几何平均更适合倍率、比率等乘性数据

示例

SELECT
  EXP(AVG(LOG(current))) AS geo_mean_current 
FROM d1001 
WHERE current > 0;

场景 D：分贝计算（dB，对数度量）

目的

• 在信号/噪声分析中以 dB 统一度量，便于与标准阈值比较

示例

-- dB = 10 * log10(P) = 10 * LOG(P, 10)
SELECT
  ts,
  power,
  10 * LOG(power, 10) AS power_db 
FROM d1002 
WHERE power > 0 
ORDER BY power_db DESC 
LIMIT 5;

案例 E：量级分桶（阈值/告警分级）

目的

• 按数量级划分区间用于统计与告警分级

示例

-- 将功率按 10 的对数量级分桶
SELECT
  FLOOR(LOG(power, 10)) AS mag_bin,
  COUNT(*) AS cnt 
FROM d1001 
WHERE power > 0 
GROUP BY mag_bin 
ORDER BY mag_bin;

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注意事项

• 避免对非正数取对数；必要时先做清洗或使用 CASE 过滤
• 底数选择：常用 e、10、2；避免使用 1 或非正底数
• LOG 逐行计算，建议配合时间过滤、列裁剪等减少扫描
• 不使用 WITH、窗口函数（如 LAG、OVER）；示例均符合 TDengine 语法
• 与聚合混用请遵循 SQL 规范；不要同时选择非聚合列与聚合列而不分组

相关函数

• LN(x)：自然对数，等价于 LOG(x)
• EXP(x)：指数函数，LN 与 EXP 互为反函数
• 其他数学函数：ABS、CEIL、FLOOR 等可与 LOG 组合完成特征变换

关于 TDengine

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