PolarDB 开源版通过pg_rational插件支持Stern-Brocot trees , 实现高效自定义顺序和调整顺序需求

本文涉及的产品
云原生数据库 PolarDB PostgreSQL 版,标准版 2核4GB 50GB
云原生数据库 PolarDB MySQL 版,通用型 2核8GB 50GB
简介: PolarDB 的云原生存算分离架构, 具备低廉的数据存储、高效扩展弹性、高速多机并行计算能力、高速数据搜索和处理; PolarDB与计算算法结合, 将实现双剑合璧, 推动业务数据的价值产出, 将数据变成生产力. 本文将介绍PolarDB 开源版通过pg_rational插件支持Stern-Brocot trees , 实现高效自定义顺序和调整顺序需求.

背景

PolarDB 的云原生存算分离架构, 具备低廉的数据存储、高效扩展弹性、高速多机并行计算能力、高速数据搜索和处理; PolarDB与计算算法结合, 将实现双剑合璧, 推动业务数据的价值产出, 将数据变成生产力.

本文将介绍PolarDB 开源版通过pg_rational插件支持Stern-Brocot trees , 实现高效自定义顺序和调整顺序需求.

测试环境为macos+docker, polardb部署请参考:

pg_rational for PolarDB

pg_rational扩展使用 Stern-Brocot 树找到有效的中间点作为最低项的分数。它可以根据任何实际应用的需要继续在分数之间进行更深的拆分。实现高效自定义顺序和调整顺序需求.

pg_rational特性:

  • Stores fractions in exactly 64 bits (same size as float)
  • Written in C for high performance
  • Detects and halts arithmetic overflow for correctness
  • Uses native CPU instructions for fast overflow detection
  • Defers GCD calculation until requested or absolutely required
  • Supports btree and hash indices
  • Implements Stern-Brocot trees for finding intermediate points
  • Coercion from integer/bigint/tuple
  • Custom aggregate

1、安装pg_rational

git clone --depth 1 https://github.com/begriffs/pg_rational  
  
cd pg_rational/  
  
USE_PGXS=1 make  
  
USE_PGXS=1 make install  
  
export PGHOST=127.0.0.1  
  
USE_PGXS=1 make installcheck  
/home/postgres/tmp_basedir_polardb_pg_1100_bld/lib/pgxs/src/makefiles/../../src/test/regress/pg_regress --inputdir=./ --bindir='/home/postgres/tmp_basedir_polardb_pg_1100_bld/bin'      --dbname=contrib_regression pg_rational_test  
(using postmaster on 127.0.0.1, default port)  
============== dropping database "contrib_regression" ==============  
DROP DATABASE  
============== creating database "contrib_regression" ==============  
CREATE DATABASE  
ALTER DATABASE  
============== running regression test queries        ==============  
test pg_rational_test             ... ok  
  
  
==========================================================  
 All 1 tests passed.   
  
 POLARDB:  
 All 1 tests, 0 tests in ignore, 0 tests in polar ignore.   
==========================================================  

2、加载pg_rational插件

psql  
psql (11.9)  
Type "help" for help.  
  
postgres=# create extension pg_rational;  
CREATE EXTENSION  

3、基本操作, pg_rational可以和浮点、整型相互转换.

-- fractions are precise  
-- this would not work with a float type  
select 1::rational / 3 * 3 = 1;  
-- => t  
  
-- provides the usual operations, e.g.  
select '1/3'::rational + '2/7';  
-- => 13/21  
  
-- helper "ratt' type to coerce from tuples  
select 1 + (i,i+1)::ratt from generate_series(1,5) as i;  
-- => 3/2, 5/3, 7/4, 9/5, 11/6  
  
-- simplify if desired  
select rational_simplify('36/12');  
-- => 3/1  
  
-- convert float to rational  
select 0.263157894737::float::rational;  
-- => 5/19  
  
-- convert rational to float  
select '-1/2'::rational::float;  
-- => -0.5  

4、调整顺序测试, 不需要指定值, 只需要指定你要插入到哪两个rational value之间, pg_rational扩展使用 Stern-Brocot 树找到有效的中间点作为最低项的分数。从而实现了快速的顺序调整.

postgres=# create sequence todos_seq;  
CREATE SEQUENCE  
  
  
postgres=# create table todos (  
  prio rational unique  
    default nextval('todos_seq')::float8::rational,  
  what text not null  
);  
CREATE TABLE  
postgres=# insert into todos (what) values  
postgres-#   ('install extension'),  
postgres-#   ('read about it'),  
postgres-#   ('try it'),  
postgres-#   ('profit?');  
INSERT 0 4  
postgres=#   
  
-- put "try" between "install" and "read"  
  
postgres=# select * from todos order by prio asc;  
 prio |       what          
------+-------------------  
 1/1  | install extension  
 2/1  | read about it  
 3/1  | try it  
 4/1  | profit?  
(4 rows)  
  
-- put "read" back between "install" and "try"  
  
postgres=# update todos  
postgres-# set prio = rational_intermediate(1,2)   -- 1为install extension, 2为read about it. 根据Stern-Brocot 树找到1,2之间的3/2分数.   
postgres-# where prio = 3;  
UPDATE 1  
postgres=# select * from todos order by prio asc;  
 prio |       what          
------+-------------------  
 1/1  | install extension  
 3/2  | try it  
 2/1  | read about it  
 4/1  | profit?  
(4 rows)  
  
postgres=# update todos  
postgres-# set prio = rational_intermediate(1,'3/2')   -- 1为install extension, 3/2为try it. 根据Stern-Brocot 树找到1,3/2之间的4/3分数.   
postgres-# where prio = 2;  
UPDATE 1  
postgres=# select * from todos order by prio asc;  
 prio |       what          
------+-------------------  
 1/1  | install extension  
 4/3  | read about it  
 3/2  | try it  
 4/1  | profit?  
(4 rows)  

参考

https://github.com/begriffs/pg_rational

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