TDengine 字符串函数 CHAR_LENGTH 用户手册

TDengine （老段）2025-11-07 9:29

CHAR_LENGTH 函数

语法

sql 复制代码 
CHAR_LENGTH(expr)

功能说明

返回字符串的字符数量（字符长度）。与 LENGTH 函数不同，CHAR_LENGTH 以字符为单位计数，而不是字节。对于多字节字符（如中文），CHAR_LENGTH 将每个字符计为 1，而 LENGTH 会计算其实际字节数。

版本

v3.0.0.0

返回结果类型

BIGINT

适用数据类型

VARCHAR、NCHAR

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

  • 如果 expr 为 NULL，返回 NULL。
  • 如果 expr 为空字符串，返回 0。
  • 对于 ASCII 字符，CHAR_LENGTH 与 LENGTH 返回值相同。
  • 对于多字节字符（如中文、日文等），CHAR_LENGTH 返回字符数，LENGTH 返回字节数。
  • 该函数是多字节安全的，能正确处理 UTF-8 编码的字符串。

示例所用表与数据（可直接复制执行）

sql 复制代码 
-- 建库与使用
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS power;
USE power;

-- 智能电表表结构
CREATE STABLE meters (
  ts TIMESTAMP,
  current FLOAT,
  voltage INT,
  phase FLOAT,
  power DOUBLE,
  device_name VARCHAR(128),
  error_msg NCHAR(256),
  location_desc VARCHAR(256)
) TAGS (
  groupid INT,
  location VARCHAR(64)
);

-- 子表
CREATE TABLE d1001 USING meters TAGS (1, 'California.SanFrancisco');
CREATE TABLE d1002 USING meters TAGS (2, 'California.LosAngeles');

-- 写入数据
INSERT INTO d1001 VALUES
  ('2024-01-01 00:00:00.000', 10.3, 220, 30.0, 2266.0, 'Meter-SF-01', '正常运行', 'San Francisco Bay Area'),
  ('2024-01-01 00:15:00.000', 12.6, 221, 32.0, 2784.6, 'Meter-SF-01', '电压偏高，请检查', 'San Francisco Bay Area'),
  ('2024-01-01 00:30:00.000', 11.5, 222, 31.0, 2553.0, 'Meter-SF-01', 'Warning: High current detected', 'San Francisco Bay Area');

INSERT INTO d1002 VALUES
  ('2024-01-01 00:00:00.000',  9.0, 219, 28.0, 1971.0, 'Device-LA-001', 'OK', 'Los Angeles Downtown'),
  ('2024-01-01 00:15:00.000', 14.5, 218, 40.0, 3161.0, 'Device-LA-001', '设备过载告警', 'Los Angeles Downtown'),
  ('2024-01-01 00:30:00.000',  8.2, 220, 25.0, 1804.0, 'Device-LA-002', 'Error: Connection timeout', 'Los Angeles Suburb');

基础示例

示例 1: NULL 和空字符串处理

sql 复制代码 
-- NULL 值
taos> SELECT CHAR_LENGTH(NULL);
 char_length(null) |
====================
 NULL              |

-- 空字符串
taos> SELECT CHAR_LENGTH('');
 char_length('') |
==================
               0 |

示例 2: 英文字符串

sql 复制代码 
-- 纯英文字符
taos> SELECT CHAR_LENGTH('Hello World');
 char_length('Hello World') |
=============================
                         11 |

-- 包含空格和标点
taos> SELECT CHAR_LENGTH('TDengine 3.0!');
 char_length('TDengine 3.0!') |
================================
                            13 |

示例 3: 中文字符串

sql 复制代码 
-- 纯中文
taos> SELECT CHAR_LENGTH('你好世界');
 char_length('你好世界') |
=========================
                       4 |

-- 中英文混合
taos> SELECT CHAR_LENGTH('TDengine数据库');
 char_length('TDengine数据库') |
================================
                            11 |

示例 4: CHAR_LENGTH 与 LENGTH 对比

sql 复制代码 
-- 英文字符：字符数等于字节数
taos> SELECT CHAR_LENGTH('Hello'), LENGTH('Hello');
 char_length('Hello') |   length('Hello')   |
================================================
                    5 |                   5 |

-- 中文字符：字符数小于字节数
taos> SELECT CHAR_LENGTH('你好'), LENGTH('你好');
 char_length('你好') |   length('你好')    |
==============================================
                   2 |                   6 |

-- 混合字符
taos> SELECT CHAR_LENGTH('Hello世界'), LENGTH('Hello世界');
 char_length('Hello世界') |  length('Hello世界')  |
======================================================
                        7 |                    11 |

示例 5: 列数据字符长度计算

sql 复制代码 
-- 计算设备名称的字符长度
SELECT ts,
       device_name,
       CHAR_LENGTH(device_name) AS name_length
FROM d1001
ORDER BY ts;
复制代码 
           ts            |  device_name  | name_length |
===========================================================
 2024-01-01 00:00:00.000 | Meter-SF-01   |          11 |
 2024-01-01 00:15:00.000 | Meter-SF-01   |          11 |
 2024-01-01 00:30:00.000 | Meter-SF-01   |          11 |

智能电表场景示例

示例 6: 错误消息长度统计

目的：统计不同长度范围的错误消息数量，便于分析消息复杂度。

sql 复制代码 
-- 按消息字符长度分组统计
SELECT CASE
         WHEN CHAR_LENGTH(error_msg) <= 10 THEN '短消息(≤10)'
         WHEN CHAR_LENGTH(error_msg) <= 30 THEN '中等消息(11-30)'
         WHEN CHAR_LENGTH(error_msg) <= 50 THEN '长消息(31-50)'
         ELSE '超长消息(>50)'
       END AS msg_category,
       COUNT(*) AS msg_count
FROM meters
WHERE error_msg != ''
GROUP BY CASE
         WHEN CHAR_LENGTH(error_msg) <= 10 THEN '短消息(≤10)'
         WHEN CHAR_LENGTH(error_msg) <= 30 THEN '中等消息(11-30)'
         WHEN CHAR_LENGTH(error_msg) <= 50 THEN '长消息(31-50)'
         ELSE '超长消息(>50)'
       END
ORDER BY msg_count DESC;

应用价值：

  • 了解错误消息的复杂度分布
  • 优化消息存储策略
  • 改进日志记录规范

示例 7: 设备命名规范检查

目的：检查设备名称是否符合命名长度规范。

sql 复制代码 
-- 检查设备名称长度是否在合理范围内
SELECT device_name,
       CHAR_LENGTH(device_name) AS name_length,
       CASE
         WHEN CHAR_LENGTH(device_name) < 5 THEN '名称过短'
         WHEN CHAR_LENGTH(device_name) > 32 THEN '名称过长'
         ELSE '符合规范'
       END AS validation_status
FROM meters
GROUP BY device_name
HAVING validation_status != '符合规范';

应用价值：

  • 验证命名规范
  • 识别异常设备标识
  • 保证数据质量

示例 8: 多语言消息长度对比

目的：对比中英文错误消息的字符长度差异。

sql 复制代码 
-- 分析不同语言消息的长度特征
SELECT error_msg,
       CHAR_LENGTH(error_msg) AS char_len,
       LENGTH(error_msg) AS byte_len,
       LENGTH(error_msg) - CHAR_LENGTH(error_msg) AS extra_bytes,
       CASE
         WHEN LENGTH(error_msg) = CHAR_LENGTH(error_msg) THEN '纯英文'
         WHEN LENGTH(error_msg) > CHAR_LENGTH(error_msg) * 2 THEN '多字节为主'
         ELSE '混合文本'
       END AS text_type
FROM meters
WHERE error_msg != ''
ORDER BY extra_bytes DESC
LIMIT 10;

应用价值：

  • 了解消息的语言特征
  • 优化存储空间分配
  • 改进国际化设计

示例 9: 位置描述优化

目的：识别过长或过短的位置描述，优化数据录入。

sql 复制代码 
-- 检查位置描述的合理性
SELECT location_desc,
       CHAR_LENGTH(location_desc) AS desc_length,
       CASE
         WHEN CHAR_LENGTH(location_desc) < 10 THEN '描述不够详细'
         WHEN CHAR_LENGTH(location_desc) > 50 THEN '描述过于冗长'
         ELSE '描述长度适中'
       END AS quality_check
FROM meters
GROUP BY location_desc
ORDER BY desc_length;

应用价值：

  • 提高位置信息质量
  • 标准化数据录入
  • 便于数据检索

示例 10: 字段长度统计分析

目的：全面分析各字符串字段的长度分布。

sql 复制代码 
-- 统计各字段的字符长度特征
SELECT 'device_name' AS field_name,
       AVG(CHAR_LENGTH(device_name)) AS avg_length,
       MIN(CHAR_LENGTH(device_name)) AS min_length,
       MAX(CHAR_LENGTH(device_name)) AS max_length
FROM meters
WHERE device_name IS NOT NULL
UNION ALL
SELECT 'error_msg' AS field_name,
       AVG(CHAR_LENGTH(error_msg)) AS avg_length,
       MIN(CHAR_LENGTH(error_msg)) AS min_length,
       MAX(CHAR_LENGTH(error_msg)) AS max_length
FROM meters
WHERE error_msg IS NOT NULL AND error_msg != ''
UNION ALL
SELECT 'location_desc' AS field_name,
       AVG(CHAR_LENGTH(location_desc)) AS avg_length,
       MIN(CHAR_LENGTH(location_desc)) AS min_length,
       MAX(CHAR_LENGTH(location_desc)) AS max_length
FROM meters
WHERE location_desc IS NOT NULL
ORDER BY field_name;

应用价值：

  • 了解字段使用情况
  • 优化字段定义
  • 指导存储规划

示例 11: 消息截断检测

目的：检测可能被截断的错误消息。

sql 复制代码 
-- 检测接近最大长度的消息（可能被截断）
SELECT ts,
       device_name,
       error_msg,
       CHAR_LENGTH(error_msg) AS msg_length,
       256 - CHAR_LENGTH(error_msg) AS remaining_space
FROM meters
WHERE CHAR_LENGTH(error_msg) > 240
ORDER BY msg_length DESC;

应用价值：

  • 识别消息截断问题
  • 调整字段长度限制
  • 避免信息丢失

示例 12: 文本压缩率评估

目的：评估不同文本内容的存储效率。

sql 复制代码 
-- 计算文本的平均字节/字符比率
SELECT device_name,
       AVG(LENGTH(error_msg) * 1.0 / NULLIF(CHAR_LENGTH(error_msg), 0)) AS avg_bytes_per_char,
       COUNT(*) AS sample_count
FROM meters
WHERE error_msg IS NOT NULL 
  AND error_msg != ''
  AND CHAR_LENGTH(error_msg) > 0
GROUP BY device_name
ORDER BY avg_bytes_per_char DESC;

应用价值：

  • 评估存储效率
  • 识别压缩机会
  • 优化数据结构

生产场景应用

场景 A: 数据质量监控系统

目的：建立基于字符长度的数据质量监控体系。

应用示例：

sql 复制代码 
-- 生成数据质量报告
SELECT _wstart AS time_window,
       AVG(CHAR_LENGTH(device_name)) AS avg_name_len,
       AVG(CHAR_LENGTH(error_msg)) AS avg_msg_len,
       COUNT(CASE WHEN CHAR_LENGTH(error_msg) > 200 THEN 1 END) AS long_msg_count,
       COUNT(CASE WHEN CHAR_LENGTH(device_name) < 5 THEN 1 END) AS short_name_count
FROM meters
WHERE ts >= NOW - 24h
INTERVAL(1h)
ORDER BY time_window;

场景 B: 存储空间优化

目的：分析字段实际使用长度，优化存储空间分配。

应用示例：

sql 复制代码 
-- 分析字段使用率
SELECT 'device_name' AS field_name,
       MAX(CHAR_LENGTH(device_name)) AS max_used,
       128 AS defined_length,
       MAX(CHAR_LENGTH(device_name)) * 100.0 / 128 AS usage_percent
FROM meters
UNION ALL
SELECT 'error_msg' AS field_name,
       MAX(CHAR_LENGTH(error_msg)) AS max_used,
       256 AS defined_length,
       MAX(CHAR_LENGTH(error_msg)) * 100.0 / 256 AS usage_percent
FROM meters
WHERE error_msg IS NOT NULL;

场景 C: 国际化支持评估

目的：评估系统对多语言的支持情况。

应用示例：

sql 复制代码 
-- 统计不同语言类型的消息分布
SELECT CASE
         WHEN LENGTH(error_msg) = CHAR_LENGTH(error_msg) THEN 'ASCII'
         WHEN LENGTH(error_msg) <= CHAR_LENGTH(error_msg) * 2 THEN '混合文本'
         ELSE '多字节文本'
       END AS text_encoding,
       COUNT(*) AS msg_count,
       AVG(CHAR_LENGTH(error_msg)) AS avg_char_len,
       AVG(LENGTH(error_msg)) AS avg_byte_len
FROM meters
WHERE error_msg IS NOT NULL AND error_msg != ''
GROUP BY text_encoding;

场景 D: 文本字段优化建议

目的：为字段长度调整提供数据支持。

应用示例：

sql 复制代码 
-- 生成字段优化建议
SELECT tbname,
       MAX(CHAR_LENGTH(device_name)) AS max_name_len,
       MAX(CHAR_LENGTH(error_msg)) AS max_msg_len,
       CASE
         WHEN MAX(CHAR_LENGTH(device_name)) < 32 THEN '可缩短至VARCHAR(32)'
         WHEN MAX(CHAR_LENGTH(device_name)) > 64 THEN '建议扩展至VARCHAR(128)'
         ELSE '当前长度合适'
       END AS name_suggestion,
       CASE
         WHEN MAX(CHAR_LENGTH(error_msg)) < 128 THEN '可缩短至VARCHAR(128)'
         WHEN MAX(CHAR_LENGTH(error_msg)) > 200 THEN '建议扩展至VARCHAR(512)'
         ELSE '当前长度合适'
       END AS msg_suggestion
FROM meters
GROUP BY tbname;

注意事项

  1. 多字节字符处理：CHAR_LENGTH 正确处理 UTF-8 等多字节编码，一个中文字符计为 1 个字符。

  2. 与 LENGTH 的区别：

    • CHAR_LENGTH：返回字符数量
    • LENGTH：返回字节数量
    • 对于 ASCII 字符，两者结果相同
    • 对于多字节字符，LENGTH 通常是 CHAR_LENGTH 的 2-4 倍

  3. NULL 值处理：输入为 NULL 时返回 NULL，需要在 WHERE 子句中特别注意。

  4. 空字符串：空字符串返回 0，不是 NULL。

  5. 性能考虑：CHAR_LENGTH 需要遍历字符串解析字符，在超大字符串上可能有性能开销。

  6. 字符编码：确保客户端和服务端使用一致的字符编码（通常是 UTF-8）。

  7. 字段类型：仅适用于 VARCHAR 和 NCHAR 类型，其他类型会报错。

数学关系

基本定义：

复制代码 
CHAR_LENGTH(s) = 字符串 s 中的字符数量

与 LENGTH 的关系：

  • 对于 ASCII 字符串：CHAR_LENGTH(s) = LENGTH(s)
  • 对于 UTF-8 中文字符串：LENGTH(s) ≈ CHAR_LENGTH(s) × 3
  • 对于 UTF-8 日文字符串：LENGTH(s) ≈ CHAR_LENGTH(s) × 3
  • 对于混合字符串：CHAR_LENGTH(s) ≤ LENGTH(s)

特殊情况：

  • CHAR_LENGTH('') = 0
  • CHAR_LENGTH(NULL) = NULL
  • CHAR_LENGTH(s) ≥ 0

相关函数

  • LENGTH：返回字符串的字节长度
  • SUBSTR/SUBSTRING：提取子字符串，按字符位置操作
  • LTRIM/RTRIM/TRIM：移除空格，可能改变字符长度
  • CONCAT：连接字符串，结果长度为各部分长度之和
  • UPPER/LOWER：大小写转换，不改变字符长度

函数意义与价值

数学意义

CHAR_LENGTH 函数实现了对 Unicode 字符串的正确计数，它将多字节字符视为单个字符单位。这对于支持国际化的应用程序至关重要，因为它提供了与人类认知一致的字符串长度概念。

实际应用价值

  1. 国际化支持

    • 正确处理多语言文本
    • 统一的长度度量标准
    • 跨语言数据一致性

  2. 数据质量控制

    • 验证字段长度限制
    • 检测数据截断问题
    • 标准化数据录入

  3. 存储优化

    • 评估实际存储需求
    • 优化字段长度定义
    • 减少空间浪费

  4. 用户界面设计

    • 计算显示宽度
    • 控制输入长度
    • 优化布局设计

  5. 性能分析

    • 识别大文本字段
    • 优化查询性能
    • 改进索引策略

本用户手册提供了 CHAR_LENGTH 函数的完整使用说明,特别针对电力系统中的多语言消息处理、数据质量监控、存储优化等实际需求，所有示例均符合 TDengine 语法规范，方便用户快速上手并应用于生产环境。

关于 TDengine

TDengine 专为物联网IoT平台、工业大数据平台设计。其中，TDengine TSDB 是一款高性能、分布式的时序数据库（Time Series Database），同时它还带有内建的缓存、流式计算、数据订阅等系统功能；TDengine IDMP 是一款AI原生工业数据管理平台，它通过树状层次结构建立数据目录，对数据进行标准化、情景化，并通过 AI 提供实时分析、可视化、事件管理与报警等功能。

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