PostgreSQL: PostgreSQLの演算子と式

Q: :: と CAST() のどちらが良いで��か？

:: はより簡潔でPostgreSQL固有の構文です。 CAST() はSQL標準形式です。純粋なPostgreSQLプロジェクトでは :: を推奨します。クロスデータベース互換性が必要な場合は CAST() を使用してください。

Q: 論理演算におけるNULLの落とし穴は何ですか？

TRUE AND NULL = NULL （TRUEではない）、 FALSE OR NULL = NULL （FALSEではない）、 NOT NULL = NULL です。WHERE句ではNULLはTRUEでないものとして扱われるため、該当行が除外されます。

Q: 文字列とNULLを連結するとNULLになるのはなぜですか？

SQL標準では、NULLとの文字列連結はNULLになります。連結前に COALESCE(col, '') でNULLを置き換えてください。

Q: 行コンストラクタ比較はどのような場合に有用ですか？

複数のカラムの組み合わせを一度に比較す��必要がある場合です。例: WHERE (status, amount) = ROW('completed', 500) は2つのカラムを別々に比較するよりクリーンで、複数カラムのINにも対応します。

Q: 範囲演算子は組み込みのRange型にのみ有効ですか？

はい。 @> <@ && などの演算子はPostgreSQLの組み込みRange型（int4range、numrange、daterangeなど）に作用します。通常のカラムは比較前にRange値に変換する必要があります。

Q: べき乗演算子 ^ は乗算/除算より優先順位が高いですか？

はい。 ^ は * / % より強く結合します。 2^3^2 = 2^(3^2) = 512 （右結合）であり、 (2^3)^2 = 64 ではありません。

Q: IS DISTINCT FROM と <> の違いは何ですか？

<> では NULL <> NULL はNULL（TRUEでもFALSEでもない）を返します。 IS DISTINCT FROM はNULLを比較可能な値として扱います。 NULL IS DISTINCT FROM NULL はFALSEを返し、 1 IS DISTINCT FROM NULL はTRUEを返します。

最終更新：2026-08-26

1. 学習内容

算術演算子 + - * / % とそのオーバーフローおよび精度の動作
比較演算子と論理演算子
文字列連結 || とパターンマッチング演算子
型キャスト :: と CAST()
行コンストラクタ ROW() と範囲演算子 @> <@ &< &> -
サブクエリ式 IN / EXISTS / ANY / ALL

2. ストーリー

CharlieはSaaSプラットフォームの財務アナリストで、以下の業務を担当しています:

各注文の税込金額の計算（total * 1.08）
注文が指定された日付範囲内にあるかの確認
文字列形式の日付をDATE型に変換して比較
価格範囲の重なりの確認

これらのタスクにはPostgreSQLのさまざまな演算子と式を自在に使いこなす必要があります。

3. 概念: 算術演算子

(1) 基本算術演算子

演算子	意味	例	結果
`+`	加算	`100 + 8`	`108`
`-`	減算	`500 - 50`	`450`
`*`	乗算	`29.99 * 3`	`89.97`
`/`	整数除算（切り捨て）	`7 / 2`	`3`
`/`	数値除算（小数あり）	`7.0 / 2`	`3.5`
`%`	剰余	`10 % 3`	`1`
`^`	べき乗	`2 ^ 10`	`1024`
`	/`	平方根	`
`		/`	立方根
`!`	階乗	`5 !`	`120`
`@`	絶対値	`@ -15`	`15`

▶ サンプル: 税込金額の計算

SQL

SELECT
  order_id,
  total_amount,
  total_amount * 0.08 AS tax,
  total_amount * 1.08 AS total_with_tax
FROM orders
WHERE order_status = 'completed';

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

▶ サンプル: 整数除算と数値除算

SQL

SELECT
  7 / 2 AS int_div,
  7.0 / 2 AS numeric_div,
  7 / 2.0 AS numeric_div2,
  CAST(7 AS NUMERIC) / 2 AS cast_div;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

(2) 演算子の優先順位

優先順位	演算子	説明
1（最高）	`.`	メンバーアクセス
2	`::`	型キャスト
3	`[`	配列添字
4	`-`（単項）、`@`、`!`	単項演算
5	`^`	べき乗
6	`*`、`/`、`%`	乗算 / 除算 / 剰余
7	`+`、`-`	加算 / 減算
8	`
9	比較演算子	`= <> < > <= >=`
10	`IS`、`IN`、`BETWEEN`	述語
11	`NOT`	論理否定
12	`AND`	論理積
13（最低）	`OR`	論理和

▶ サンプル: 優先順位と括弧

SQL

SELECT
  2 + 3 * 4 AS no_parens,
  (2 + 3) * 4 AS with_parens;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

(3) オーバーフローと精度

PostgreSQLのINTEGERの範囲は約-21億から21億です。これを超えるとエラーが発生します。金額計算にはNUMERIC(precision, scale)またはDECIMALを使用してください。

型	範囲	精度	最適な用途
`SMALLINT`	-32768 〜 32767	整数	小範囲のカウント
`INTEGER`	±21億	整数	一般的な整数
`BIGINT`	±920京	整数	大範囲のID
`NUMERIC(p,s)`	無制限	任意精度	金額計算

▶ サンプル: 金額計算の安全な精度

SQL

SELECT
  order_id,
  total_amount::NUMERIC(12,2) AS amount,
  (total_amount::NUMERIC(12,2) * 0.08)::NUMERIC(12,2) AS tax,
  (total_amount::NUMERIC(12,2) * 1.08)::NUMERIC(12,2) AS total_with_tax
FROM orders;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

4. 概念: 比較演算子

(1) 基本比較

演算子	意味	`1 <> 2`	`NULL = NULL`
`=`	等しい	FALSE	NULL
`<>` / `!=`	等しくない	TRUE	NULL
`<`	より小さい	TRUE	NULL
`>`	より大きい	FALSE	NULL
`<=`	以下	TRUE	NULL
`>=`	以上	FALSE	NULL

NULLとの比較は常にNULLを返し、TRUEでもFALSEでもありません。

▶ サンプル: 比較操作

SQL

SELECT product_name, unit_price
FROM products
WHERE unit_price >= 100
  AND unit_price < 500
  AND category = 'Electronics';

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

(2) BETWEENと複合比較

式	同等の式
`x BETWEEN a AND b`	`x >= a AND x <= b`
`x NOT BETWEEN a AND b`	`x < a OR x > b`

▶ サンプル: BETWEEN範囲比較

SQL

SELECT order_id, total_amount, order_date
FROM orders
WHERE total_amount BETWEEN 100 AND 1000
  AND order_date BETWEEN '2025-01-01' AND '2025-12-31';

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

(3) IS DISTINCT FROM

IS DISTINCT FROMはNULLを比較可能な値として扱い、標準比較のNULLの落とし穴を回避します。

式	`NULL = NULL`	`NULL IS DISTINCT FROM NULL`
結果	NULL	FALSE
`1 IS DISTINCT FROM NULL`	—	TRUE

▶ サンプル: IS DISTINCT FROM

SQL

SELECT order_id, old_status, new_status
FROM order_status_log
WHERE old_status IS DISTINCT FROM new_status;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

5. 概念: 論理演算子

(1) 3値論理の真理値表

PostgreSQLは3値論理（TRUE / FALSE / NULL）を使用します。NULLが論理演算に参加すると、結果は直感に反することがあります。

a	b	a AND b	a OR b
T	T	T	T
T	F	F	T
T	N	N	T
F	T	F	T
F	F	F	F
F	N	F	N
N	T	N	T
N	F	F	N
N	N	N	N

▶ サンプル: 論理演算におけるNULL

SQL

SELECT
  TRUE AND NULL AS and_result,
  TRUE OR NULL AS or_result,
  FALSE AND NULL AS and_false,
  FALSE OR NULL AS or_null,
  NOT NULL AS not_result;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

▶ サンプル: WHERE句でのNULLの動作

SQL

-- これはdiscount_rateがNULLの行を除外する
SELECT product_name, discount_rate
FROM products
WHERE discount_rate > 0 OR discount_rate = 0;
-- NULL行は含まれない。NULL > 0はNULL、NULL = 0はNULLのため

-- 修正: NULLを明示的に処理
SELECT product_name, discount_rate
FROM products
WHERE discount_rate > 0 OR discount_rate = 0 OR discount_rate IS NULL;

TEXT 📖 参照専用

 count 
-------
     5
(1 row)

6. 概念: 文字列演算子

(1) 文字列連結 `||`

||はPostgreSQLの文字列連結演算子で、SQL Serverの+とは異なります。

演算子	意味	例
`		`

▶ サンプル: 文字列連結

SQL

SELECT
  customer_id,
  first_name || ' ' || last_name AS full_name,
  'Order #' || order_id || ': $' || total_amount::TEXT AS order_summary
FROM orders o
JOIN customers c ON c.customer_id = o.customer_id;

TEXT 📖 参照専用

  result  
----------
   42.50
(1 row)

(2) NULLとの文字列連結

任意の文字列とNULLを連結すると結果はNULLになります。COALESCEを使用して処理します。

式	結果
`'A'
`'A'

▶ サンプル: 安全な文字列連結

SQL

SELECT
  product_name || COALESCE(' - ' || description, '') AS product_info
FROM products;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

7. 概念: 型キャスト

(1) `::` と `CAST()`

形式	例	標準SQL	説明
`::type`	`'2025-01-01'::DATE`	いいえ（PG固有）	簡潔、PGで推奨
`CAST(expr AS type)`	`CAST('2025-01-01' AS DATE)`	はい	移植可能、冗長

▶ サンプル: 文字列から日付へ

SQL

SELECT
  order_id,
  order_date::DATE AS date_only,
  '2025-06-15'::DATE AS literal_date,
  CAST('2025-06-15 14:30:00' AS TIMESTAMP) AS full_timestamp
FROM orders
WHERE order_date::DATE >= '2025-01-01'::DATE;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

▶ サンプル: 数値型変換

SQL

SELECT
  total_amount::NUMERIC(12,2) AS rounded,
  total_amount::INTEGER AS truncated,
  total_amount::TEXT AS as_text
FROM orders;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

(2) よくあるキャストのケース

変換元 → 変換先	用途
TEXT → DATE	`'2025-01-01'::DATE`
TEXT → TIMESTAMP	`CAST(ts AS TIMESTAMP)`
NUMERIC → TEXT	`123.45::TEXT`
INTEGER → NUMERIC	`id::NUMERIC`
TEXT → INTEGER	`'42'::INTEGER`

▶ サンプル: Charlieの日付範囲確認

SQL

SELECT order_id, total_amount, order_date
FROM orders
WHERE order_date >= '2025-01-01'::DATE
  AND order_date < '2025-07-01'::DATE
  AND total_amount::NUMERIC(12,2) > 500;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

8. 概念: 行コンストラクタとサブクエリ式

(1) ROWコンストラクタ

ROW(val1, val2, ...)は匿名の行値を構築し、行レベルの比較に有用です。

▶ サンプル: 行コンストラクタ比較

SQL

SELECT order_id, order_status, total_amount
FROM orders
WHERE ROW(order_status, total_amount) = ROW('completed', 500);

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

(2) 行比較とIN

行コンストラクタはINと組み合わせて複数カラムのマッチングに使用できます。

▶ サンプル: 複数カラムのIN一致

SQL

SELECT order_id, customer_id, order_status
FROM orders
WHERE (order_status, customer_id) IN (
  ('completed', 1001),
  ('completed', 1002),
  ('pending', 1003)
);

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

(3) サブクエリ式の比較

式	意味	戻り値の型
`col IN (subquery)`	サブクエリ結果のいずれかの値と等しい	BOOLEAN
`col = ANY(subquery)`	INと同じ	BOOLEAN
`col > ALL(subquery)`	サブクエリのすべての値より大きい	BOOLEAN
`EXISTS (subquery)`	サブクエリが行を返したか	BOOLEAN

▶ サンプル: ALL比較サブクエリ

SQL

SELECT product_name, unit_price, category
FROM products
WHERE unit_price > ALL (
  SELECT AVG(unit_price) FROM products GROUP BY category
);

TEXT 📖 参照専用

  result  
----------
   42.50
(1 row)

9. 概念: 範囲演算子

(1) 範囲型

PostgreSQLにはint4range、int8range、numrange、daterange、tstzrangeなどの組み込み範囲型があります。

▶ サンプル: daterangeの作成

SQL

SELECT daterange('2025-01-01'::DATE, '2025-06-30'::DATE) AS h1_range;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

(2) 範囲演算子リファレンス

演算子	意味	例
`@>`	要素を含む	`'[1,5]'::int4range @> 3` → TRUE
`<@`	含まれる	`3 <@ '[1,5]'::int4range` → TRUE
`&&`	重なり	`'[1,5]'::int4range && '[3,8]'::int4range` → TRUE
`&<`	右に拡張しない	`'[1,3]'::int4range &< '[2,5]'::int4range` → TRUE
`&>`	左に拡張しない	`'[3,5]'::int4range &> '[1,3]'::int4range` → TRUE
`-	-`	隣接
`+`	和集合	`'[1,3]'::int4range + '[3,6]'::int4range` → `[1,6)`
`*`	積集合	`'[1,5]'::int4range * '[3,8]'::int4range` → `[3,5)`
`-`	差集合	`'[1,5]'::int4range - '[3,8]'::int4range` → `[1,3)`

▶ サンプル: 日付範囲の重なりを確認

SQL

SELECT o1.order_id, o2.order_id
FROM orders o1, orders o2
WHERE o1.customer_id = o2.customer_id
  AND o1.order_id < o2.order_id
  AND daterange(o1.order_date, o1.delivery_date) &&
      daterange(o2.order_date, o2.delivery_date);

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

▶ サンプル: 価格範囲の包含確認

SQL

SELECT product_name, unit_price
FROM products
WHERE numrange(100, 500) @> unit_price::NUMERIC;

TEXT 📖 参照専用

 id | name     | value 
----+----------+-------
  1 | example  | 42
(1 row)

10. フローチャート: 型キャストの判断

flowchart TD
    A["型キャストが必要？"] --> B{"対象の型は？"}
    B -->|"日付/時刻"| C["::DATE / ::TIMESTAMP"]
    B -->|"数値"| D["::NUMERIC / ::INTEGER"]
    B -->|"文字列"| E["::TEXT"]
    B -->|"移植性が必要"| F["CAST(expr AS type)"]
    C --> G{"元の形式は？"}
    G -->|"標準形式"| H["直接 :: キャスト"]
    G -->|"カスタム形式"| I["TO_DATE() / TO_TIMESTAMP()"]
    D --> J["精度の損失に注意"]
    E --> K["NULL連結に注意"]
    H --> L["完了"]
    I --> L
    J --> L
    K --> L
    F --> L

    style A fill:#e1f5fe
    style L fill:#c8e6c9

11. 総合サンプル

Charlieは財務分析に必要なすべての計算を完了しました。

SQL

-- ステップ1: 精度制御付き税額計算
SELECT
  order_id,
  total_amount::NUMERIC(12,2) AS amount,
  (total_amount::NUMERIC(12,2) * 0.08)::NUMERIC(12,2) AS tax,
  (total_amount::NUMERIC(12,2) * 1.08)::NUMERIC(12,2) AS total_with_tax
FROM orders
WHERE order_status = 'completed'
  AND order_date >= '2025-01-01'::DATE;

-- ステップ2: daterangeによる日付範囲確認
SELECT order_id, customer_id, order_date, total_amount
FROM orders
WHERE daterange('2025-01-01'::DATE, '2025-07-01'::DATE) @> order_date::DATE
  AND order_status <> 'cancelled';

-- ステップ3: 文字列から日付への変換とフォーマット
SELECT
  order_id,
  'Order #' || order_id || ' - ' ||
  COALESCE(customer_name, 'Unknown') ||
  ' ($' || total_amount::TEXT || ')' AS order_label
FROM orders o
LEFT JOIN customers c ON c.customer_id = o.customer_id
WHERE o.order_date::DATE >= '2025-01-01'::DATE
ORDER BY o.total_amount DESC;

-- ステップ4: 行コンストラクタと範囲の重なり
SELECT
  p1.product_name AS product_a,
  p2.product_name AS product_b,
  numrange(p1.unit_price, p1.unit_price * 1.2) AS price_range_a,
  numrange(p2.unit_price, p2.unit_price * 1.2) AS price_range_b
FROM products p1
JOIN products p2 ON p1.product_id < p2.product_id
WHERE p1.category = p2.category
  AND numrange(p1.unit_price, p1.unit_price * 1.2) &&
      numrange(p2.unit_price, p2.unit_price * 1.2)
  AND p1.is_active = true AND p2.is_active = true;

❓ よくある質問

Q 整数除算7/2は3を返しますか、それとも3.5を返しますか？

A 3を返します。PostgreSQLでは2つの整数の除算は整数に切り捨てられます。3.5を得るには、少なくとも1つのオペランドを小数型にする必要があります: 7.0/2 または 7::NUMERIC/2。

Q ::とCAST()のどちらが良いで��か？

A ::はより簡潔でPostgreSQL固有の構文です。CAST()はSQL標準形式です。純粋なPostgreSQLプロジェクトでは::を推奨します。クロスデータベース互換性が必要な場合はCAST()を使用してください。

Q 論理演算におけるNULLの落とし穴は何ですか？

A TRUE AND NULL = NULL（TRUEではない）、FALSE OR NULL = NULL（FALSEではない）、NOT NULL = NULLです。WHERE句ではNULLはTRUEでないものとして扱われるため、該当行が除外されます。

Q 文字列とNULLを連結するとNULLになるのはなぜですか？

A SQL標準では、NULLとの文字列連結はNULLになります。連結前にCOALESCE(col, '')でNULLを置き換えてください。

Q 行コンストラクタ比較はどのような場合に有用ですか？

A 複数のカラムの組み合わせを一度に比較す��必要がある場合です。例: WHERE (status, amount) = ROW('completed', 500)は2つのカラムを別々に比較するよりクリーンで、複数カラムのINにも対応します。

Q 範囲演算子は組み込みのRange型にのみ有効ですか？

A はい。@> <@ &&などの演算子はPostgreSQLの組み込みRange型（int4range、numrange、daterangeなど）に作用します。通常のカラムは比較前にRange値に変換する必要があります。

Q べき乗演算子^は乗算/除算より優先順位が高いですか？

A はい。^は* / %より強く結合します。2^3^2 = 2^(3^2) = 512（右結合）であり、(2^3)^2 = 64ではありません。

Q IS DISTINCT FROMと<>の違いは何ですか？

A <>ではNULL <> NULLはNULL（TRUEでもFALSEでもない）を返します。IS DISTINCT FROMはNULLを比較可能な値として扱います。NULL IS DISTINCT FROM NULLはFALSEを返し、1 IS DISTINCT FROM NULLはTRUEを返します。

📖 まとめ

算術演算子: 整数除算の切り捨てと精度に注意。金額にはNUMERIC(p,s)を使用
比較演算子はNULLとの比較でNULLを返す。安全な比較にはIS DISTINCT FROMを使用
3値論理ではNULL AND TRUE = NULL、NULL OR FALSE = NULL
文字列連結||はNULLを返す。COALESCEで処理
::はPG固有のキャスト構文。CAST()はSQL標準
行コンストラクタROW()は複数カラム比較と複数カラムINをサポート
範囲演算子@> <@ &&は効率的なRangeの包含と重なり確認を提供

📝 練習問題

⭐ order_itemsの各行についてunit_price * quantityを計算し、結果をNUMERIC(10,2)にキャストして、行金額の降順で並べるクエリを記述してください。
⭐⭐ daterangeと@>演算子を使用して、order_dateが2025年第1四半期（1月1日〜3月31日）に含まれる注文を検索し、||を使用して注文サマリー文字列（形式: "Order #id - customer_name - $amount"）を作成し、NULLの顧客名を処理するクエリを記述してください。
⭐⭐⭐ 同じカテゴリ内で価格範囲が重なる商品のペアを検索し（numrange(unit_price, unit_price * 1.2)で範囲を構築し、&&で重なりを確認）、各行コンストラクタ比較ROW(a.price, a.category) = ROW(b.price, b.category)が等しいかを各ペアについて表示するクエリを記述してください。

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私たちについて

PostgreSQL: PostgreSQLの演算子と式

1. 学習内容

2. ストーリー

3. 概念: 算術演算子

(1) 基本算術演算子

▶ サンプル: 税込金額の計算

▶ サンプル: 整数除算と数値除算

(2) 演算子の優先順位

▶ サンプル: 優先順位と括弧

(3) オーバーフローと精度

▶ サンプル: 金額計算の安全な精度

4. 概念: 比較演算子

(1) 基本比較

▶ サンプル: 比較操作

(2) BETWEENと複合比較

▶ サンプル: BETWEEN範囲比較

(3) IS DISTINCT FROM

▶ サンプル: IS DISTINCT FROM

5. 概念: 論理演算子

(1) 3値論理の真理値表

▶ サンプル: 論理演算におけるNULL

▶ サンプル: WHERE句でのNULLの動作

6. 概念: 文字列演算子

(1) 文字列連結 ||

▶ サンプル: 文字列連結

(2) NULLとの文字列連結

▶ サンプル: 安全な文字列連結

7. 概念: 型キャスト

(1) :: と CAST()

▶ サンプル: 文字列から日付へ

▶ サンプル: 数値型変換

(2) よくあるキャストのケース

▶ サンプル: Charlieの日付範囲確認

8. 概念: 行コンストラクタとサブクエリ式

(1) ROWコンストラクタ

▶ サンプル: 行コンストラクタ比較

(2) 行比較とIN

▶ サンプル: 複数カラムのIN一致

(3) サブクエリ式の比較

▶ サンプル: ALL比較サブクエリ

9. 概念: 範囲演算子

(1) 範囲型

▶ サンプル: daterangeの作成

(2) 範囲演算子リファレンス

▶ サンプル: 日付範囲の重なりを確認

▶ サンプル: 価格範囲の包含確認

10. フローチャート: 型キャストの判断

11. 総合サンプル

❓ よくある質問

📖 まとめ

📝 練習問題

(1) 文字列連結 `||`

(1) `::` と `CAST()`