SQL CASTによる型変換：知っておきたい使い方

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SQL CASTによる型変換：知っておきたい使い方

はじめに：なぜ型変換が必要なのか？

リレーショナルデータベースにおいて、データは特定の「型」を持って格納されます。数値、文字列、日付、真偽値など、それぞれの型にはデータの解釈方法、格納形式、そして操作方法が定義されています。例えば、「123」というデータであっても、それが数値型であれば数学的な計算が可能ですが、文字列型であれば単なる文字の並びとして扱われます。

しかし、データベースを操作する上で、異なる型のデータを扱う必要が生じる場面は頻繁にあります。

  • 比較: 数値として格納されたIDと、文字列として受け取ったIDを比較したい。
  • 計算: 文字列として格納されている価格情報を合計したい。
  • 表示: 日付を特定のフォーマットの文字列としてユーザーに提示したい。
  • 結合 (JOIN): 型が異なるが論理的に同じ値を参照する二つのカラムを結合したい。
  • データ投入: 外部システムから取得したデータが想定と異なる型である場合。

このような場合、データ型を一時的、あるいは永続的に変換する必要があります。この「型変換」を行うための主要なSQL標準関数がCAST関数です。

CAST関数は、あるデータ型の値を別のデータ型に変換することを明示的に指示するために使用されます。これは、SQLにおいて非常に基本的ながらも強力な機能であり、データを柔軟に操作するために不可欠な知識と言えます。

本記事では、SQL標準のCAST関数に焦点を当て、その基本的な使い方から、様々なデータ型間の変換パターン、変換時の注意点やエラー処理、さらには他の型変換方法との比較、応用例、パフォーマンスに関する考慮事項まで、幅広く詳細に解説します。約5000語のボリュームで、CAST関数を使いこなすための知見を網羅的に提供することを目指します。

CAST関数の基本構文

CAST関数は、SQL標準で定義されており、多くの主要なデータベースシステム（PostgreSQL, MySQL, SQL Server, Oracleなど）で利用できます。その基本的な構文は以下の通りです。

sql
CAST ( 表現 AS データ型 )

各要素は以下の意味を持ちます。

  • 表現 (expression): 変換したい値を持つソース表現です。これは、カラム名、リテラル値（定数）、他の関数呼び出しの結果、またはより複雑な計算式など、評価して単一の値になるものであれば何でも構いません。
  • AS: キーワードです。
  • データ型 (data_type): 表現を変換したい目標のデータ型です。データベースシステムによってサポートされるデータ型は異なりますが、一般的にはINT, DECIMAL, VARCHAR, CHAR, DATE, TIME, TIMESTAMP, BOOLEAN, BINARYなどが指定可能です。データ型によっては、サイズや精度、スケールなどを指定する必要があります（例: VARCHAR(255), DECIMAL(10, 2)）。

簡単な例:

数値123を文字列型に変換する例です。

sql
SELECT CAST(123 AS VARCHAR(10));

文字列'2023-10-27'を日付型に変換する例です。

sql
SELECT CAST('2023-10-27' AS DATE);

この構文は非常にシンプルですが、実際にどのような変換が可能か、そしてどのような注意点があるかを理解することが重要です。次章からは、主要なデータ型間の変換パターンを詳細に見ていきましょう。

主要な型変換のパターンと詳細

ここでは、よく行われるデータ型変換のパターンをピックアップし、それぞれの詳細と注意点を解説します。

1. 数値型への変換

文字列型や他の数値型を整数型 (INT, INTEGER, BIGINT, SMALLINT, TINYINTなど)、固定小数点数型 (DECIMAL, NUMERIC)、浮動小数点数型 (FLOAT, REAL, DOUBLE PRECISION) へ変換するケースです。

1.1. 文字列 → 数値

これは非常に頻繁に行われる変換です。文字列が数値として解釈可能な形式であれば変換が成功します。

“`sql
— 文字列を整数に変換
SELECT CAST(‘123’ AS INT); — 結果: 123

— 文字列を小数点数に変換
SELECT CAST(‘123.45’ AS DECIMAL(5, 2)); — 結果: 123.45 (精度5桁、小数点以下2桁)

— 指数表記の文字列を浮動小数点数に変換 (DB依存)
SELECT CAST(‘1.23e2’ AS FLOAT); — 結果: 123.0 (DBによっては成功しない可能性あり)
“`

変換可能な文字列形式:

  • 数字のみの文字列 ('123')
  • 符号付きの文字列 ('+123', '-456')
  • 小数点を含む文字列 ('123.45')
  • 指数表記の文字列（DB依存） ('1.23e2', '4.5e-3')
  • 先頭または末尾に空白がある文字列（DB依存、無視されることが多い） (' 123 ')

エラーになる文字列形式:

  • 数値以外の文字を含む文字列 ('123a', 'abc', '1,000')
  • 複数の小数点 ('1.2.3')
  • 複数の符号 ('+-123')
  • 数値として全く解釈できない文字列 ('hello')

sql
-- エラーの例 (DBによってはNULLを返す)
SELECT CAST('123a' AS INT); -- 変換エラー
SELECT CAST('1,000' AS DECIMAL); -- 変換エラー (コンマは通常数値の一部と認識されない)

精度とスケールの指定 (DECIMAL/NUMERIC):

DECIMAL(p, s) または NUMERIC(p, s) のように、精度 p (全体の桁数) とスケール s (小数点以下の桁数) を指定できます。

  • p: 1からDBが許容する最大値までの整数。数値全体の桁数（小数点、符号を除く）。
  • s: 0から p までの整数。小数点以下の桁数。

ソースの数値が指定された精度・スケールに収まらない場合、挙動はDBによって異なります。

  • 小数点以下の桁数超過: スケールに合わせて丸め処理（四捨五入や切り捨て）が行われることがあります。
    sql
    SELECT CAST('123.456' AS DECIMAL(5, 2)); -- 結果: 123.46 (多くの場合四捨五入)
    丸め処理の詳細はCAST関数単体ではなく、DBの設定や別の関数（例: ROUND）との組み合わせで制御されることが多いです。CASTは基本的には可能な範囲で変換を試み、収まらない部分を処理（丸め、切り捨て）またはエラーとします。
  • 全体の桁数超過 (整数部): これは通常エラーとなります。
    sql
    SELECT CAST('123456' AS DECIMAL(5, 2)); -- 精度5桁に収まらないためエラー

端数処理:

CAST関数自体は、特定の丸め方法（四捨五入、切り捨てなど）を直接制御する機能は持ちません。小数点以下の桁数を減らす変換（例: DECIMAL(5,3) から DECIMAL(5,2)、FLOAT から INT）では、DBシステムのデフォルトの丸め規則が適用されるか、単に切り捨てられることが多いです。正確な丸めを行いたい場合は、ROUND関数などを併用することが推奨されます。

“`sql
— CASTによるデフォルトの丸め (DB依存)
SELECT CAST(123.56 AS INT); — PostgreSQL: 124 (四捨五入), MySQL: 124 (四捨五入), SQL Server: 124 (四捨五入)
SELECT CAST(123.46 AS INT); — PostgreSQL: 123, MySQL: 123, SQL Server: 123

— ROUND関数を使った明示的な丸め
SELECT ROUND(CAST(123.56 AS DECIMAL), 0); — 結果: 124
SELECT ROUND(CAST(123.46 AS DECIMAL), 0); — 結果: 123
``CAST`による数値型変換は、特に文字列からの変換時に、ソースデータの形式が厳密でない場合にエラーのリスクを伴います。後述するエラー処理のセクションも参照してください。

1.2. 他の数値型間

異なる数値型間で変換を行う場合です。より範囲の広い型から狭い型へ、あるいは浮動小数点数から整数への変換で、精度や情報が失われる可能性があります。

“`sql
— 浮動小数点数を整数に変換 (小数点以下は切り捨てまたは四捨五入 – DB依存)
SELECT CAST(123.78 AS INT); — PostgreSQL: 124, MySQL: 124, SQL Server: 124

— DECIMALをINTに変換
SELECT CAST(456.00 AS INT); — 結果: 456
SELECT CAST(456.78 AS INT); — PostgreSQL: 457, MySQL: 457, SQL Server: 457

— INTをDECIMALに変換
SELECT CAST(123 AS DECIMAL(5, 2)); — 結果: 123.00

— DECIMALをFLOATに変換 (精度が失われる可能性)
SELECT CAST(1234567890.1234567890 AS FLOAT); — 結果: FLOATの精度で近似された値
“`

より大きなデータ型（例: BIGINT から INT）や、より精度の高い型（例: DECIMAL から FLOAT）への変換では、ソースの値が目標の型の範囲内に収まらない場合や、目標の型がソースの型ほどの精度を持たない場合に注意が必要です。範囲超過はエラーになり、精度損失は予期せぬ計算結果を招く可能性があります。

2. 文字列型への変換

数値型、日付/時刻型、論理型など、様々な型のデータを文字列型 (VARCHAR, CHAR, TEXTなど) に変換するケースです。これは、データをレポート用に整形したり、ログ出力したりする際によく使用されます。

2.1. 数値 → 文字列

数値を文字列に変換します。

“`sql
— 整数を文字列に変換
SELECT CAST(12345 AS VARCHAR(10)); — 結果: ‘12345’

— DECIMALを文字列に変換
SELECT CAST(123.45 AS VARCHAR(10)); — 結果: ‘123.45’

— FLOATを文字列に変換 (指数表記になることも)
SELECT CAST(1.23e5 AS VARCHAR(20)); — 結果: ‘123000’ または ‘1.23E5’ (DB依存)
“`

数値から文字列への変換では、結果の文字列フォーマットはデータベースシステムによってデフォルトの形式が決まっています。例えば、小数点以下の不要なゼロが削除されるか、常に表示されるかなど、DBによって挙動が異なります。

特定のフォーマット（例: 千円単位でカンマ区切り、小数点以下を固定桁数表示など）で数値を文字列化したい場合は、CAST関数単体では難しく、多くの場合はDB固有の関数（例: Oracle/PostgreSQLのTO_CHAR、SQL ServerのFORMAT、MySQLのFORMATまたはCONVERTとスタイル指定）を使用する必要があります。

“`sql
— 例: MySQL FORMAT関数 (CASTでは難しいフォーマット制御)
SELECT FORMAT(1234567.89, 2); — 結果: ‘1,234,567.89’

— 例: PostgreSQL TO_CHAR関数
SELECT TO_CHAR(1234567.89, ‘FM9,999,999.00’); — 結果: ‘1,234,567.89’
``CAST`はあくまで、DBが定義する標準的な方法でその型の値を文字列に変換する機能を提供します。

2.2. 日付/時刻 → 文字列

日付、時刻、タイムスタンプを文字列に変換します。これもよく行われる変換です。

“`sql
— 現在の日付を文字列に変換
SELECT CAST(CURRENT_DATE AS VARCHAR(20)); — 結果例: ‘2023-10-27’ (フォーマットはDB依存)

— 現在のタイムスタンプを文字列に変換
SELECT CAST(CURRENT_TIMESTAMP AS VARCHAR(30)); — 結果例: ‘2023-10-27 10:30:00.123456+09’ (フォーマットはDB依存)
“`

日付/時刻型から文字列への変換結果のフォーマットは、データベースシステム、さらにはDBのバージョンや設定によって大きく異なります。ISO 8601形式（例: 'YYYY-MM-DD HH:MI:SS') に近い形式になることが多いですが、完全に標準化されているわけではありません。

特定のフォーマットで日付/時刻を文字列化したい場合も、数値から文字列への変換と同様に、多くの場合はDB固有の関数（例: Oracle/PostgreSQLのTO_CHAR、MySQLのDATE_FORMAT、SQL ServerのFORMATまたはCONVERTとスタイル指定）を使用するのが一般的です。

“`sql
— 例: MySQL DATE_FORMAT関数 (CASTでは難しいフォーマット制御)
SELECT DATE_FORMAT(CURRENT_DATE, ‘%Y/%m/%d’); — 結果例: ‘2023/10/27’

— 例: SQL Server CONVERT関数とスタイル指定
SELECT CONVERT(VARCHAR(20), GETDATE(), 120); — 結果例: ‘2023-10-27 10:30:00’ (ODBC Canonical format)
``
ここでも、CAST`はDBのデフォルトフォーマットで変換を行います。厳密なフォーマットが必要な場合は、DB固有の関数を検討してください。

2.3. その他の型 → 文字列

論理型 (BOOLEAN) やバイナリ型 (BINARY, BLOB) なども文字列に変換できます。

“`sql
— BOOLEANを文字列に変換
SELECT CAST(TRUE AS VARCHAR(10)); — 結果例: ‘t’, ‘true’, ‘1’ (DB依存)
SELECT CAST(FALSE AS VARCHAR(10)); — 結果例: ‘f’, ‘false’, ‘0’ (DB依存)

— バイナリデータを16進数文字列に変換 (DB依存)
SELECT CAST(X’414243′ AS VARCHAR(10)); — 結果例: ‘ABC’, ‘414243’ (DB依存)
“`
BOOLEANの文字列表現はDBによって異なります。バイナリデータの文字列変換は、多くの場合16進数文字列として表現されますが、DBによってはバイナリデータをそのまま（文字として表示可能な部分は）表示しようとするなど、挙動が大きく異なります。バイナリデータを特定の形式（例: Base64）で文字列化したい場合は、DB固有の関数が提供されていることが多いです。

文字列型への変換は、ほとんどのデータ型に対して可能ですが、変換後のフォーマットはDB依存性が高いという点を理解しておくことが重要です。

3. 日付/時刻型への変換

文字列型や、場合によっては数値型を日付 (DATE)、時刻 (TIME)、タイムスタンプ (TIMESTAMP, DATETIMEなど) へ変換するケースです。

3.1. 文字列 → 日付/時刻

これは、外部データを取り込んだ際などによく必要となる変換です。文字列が日付/時刻として認識できるフォーマットであれば変換が成功します。

“`sql
— 文字列をDATEに変換
SELECT CAST(‘2023-10-27’ AS DATE); — 結果: ‘2023-10-27’

— 文字列をTIMEに変換
SELECT CAST(’10:30:00′ AS TIME); — 結果: ’10:30:00′

— 文字列をTIMESTAMPに変換
SELECT CAST(‘2023-10-27 10:30:00’ AS TIMESTAMP); — 結果: ‘2023-10-27 10:30:00’
“`

認識される文字列フォーマット:

CAST関数が日付/時刻文字列として認識できるフォーマットは、データベースシステムによって異なりますが、SQL標準の形式（特にISO 8601形式）は広くサポートされています。

  • YYYY-MM-DD (DATE)
  • HH:MI:SS または HH:MI:SS.fraction (TIME)
  • YYYY-MM-DD HH:MI:SS または YYYY-MM-DD HH:MI:SS.fraction (TIMESTAMP)
  • タイムゾーン情報を含む形式 (TIMESTAMP WITH TIME ZONE)

“`sql
— ISO 8601形式のTIMESTAMP
SELECT CAST(‘2023-10-27T10:30:00’ AS TIMESTAMP); — 結果: ‘2023-10-27 10:30:00’

— タイムゾーン情報を含むTIMESTAMP (DBがサポートしていれば)
SELECT CAST(‘2023-10-27 10:30:00+09’ AS TIMESTAMP WITH TIME ZONE); — 結果: タイムゾーン考慮後のTIMESTAMP
“`

曖昧なフォーマットの問題:

MM/DD/YYYY と DD/MM/YYYY のように、数字の並び順が文化圏によって異なるフォーマットは、CASTでは意図通りに解釈されない可能性があります。例えば、'01/02/2023' が1月2日なのか2月1日なのかは、DBの設定やバージョンに依存します。

sql
-- 曖昧なフォーマットの例 (解釈はDB依存)
SELECT CAST('10/27/2023' AS DATE); -- 米国式 (月/日/年) なら 10月27日
SELECT CAST('27/10/2023' AS DATE); -- ヨーロッパ式 (日/月/年) なら 10月27日
このような曖昧さを避けるためには、SQL標準である YYYY-MM-DD 形式の文字列を使用するか、またはDB固有のフォーマット指定が可能な関数（例: Oracle/PostgreSQLのTO_DATE、MySQLのSTR_TO_DATE）を使用するのが安全です。

sql
-- 例: MySQL STR_TO_DATE関数 (フォーマットを指定して変換)
SELECT STR_TO_DATE('27/10/2023', '%d/%m/%Y'); -- 結果: '2023-10-27'
CASTによる文字列から日付/時刻への変換は便利ですが、ソース文字列のフォーマットに曖昧さがないか、DBがそのフォーマットを正しく認識するかを確認することが重要です。無効な日付（例: '2023-02-30'）や、指定された型に合わない文字列（例: 時刻情報がない文字列をTIMESTAMPに変換）もエラーの原因となります。

3.2. 日付/時刻型間

異なる日付/時刻型間で変換を行う場合です。

“`sql
— TIMESTAMPからDATEへ変換 (時刻情報は切り捨て)
SELECT CAST(‘2023-10-27 10:30:00’ AS DATE); — 結果: ‘2023-10-27’

— TIMESTAMPからTIMEへ変換 (日付情報は切り捨て)
SELECT CAST(‘2023-10-27 10:30:00′ AS TIME); — 結果: ’10:30:00’

— DATEからTIMESTAMPへ変換 (時刻情報はデフォルト値 – 通常は ’00:00:00′)
SELECT CAST(‘2023-10-27’ AS TIMESTAMP); — 結果例: ‘2023-10-27 00:00:00’
``
より詳細な情報を持つ型（例:TIMESTAMP）からよりシンプルな型（例:DATE,TIME`）への変換では、情報の一部が失われます（時刻情報、日付情報）。これは意図した挙動である場合が多いですが、データの正確性を損なわないよう注意が必要です。

4. 論理型 (BOOLEAN) への変換

数値型や文字列型を論理型 (BOOLEAN) に変換するケースです。BOOLEAN型は、多くのDBでTRUEまたはFALSE、そしてNULLのいずれかの値をとります。

“`sql
— 数値をBOOLEANに変換
SELECT CAST(1 AS BOOLEAN); — 結果例: TRUE
SELECT CAST(0 AS BOOLEAN); — 結果例: FALSE
SELECT CAST(123 AS BOOLEAN); — 結果例: TRUE (非ゼロはTRUEと解釈されることが多い)
SELECT CAST(NULL AS BOOLEAN); — 結果: NULL

— 文字列をBOOLEANに変換 (DB依存)
SELECT CAST(‘true’ AS BOOLEAN); — 結果例: TRUE
SELECT CAST(‘false’ AS BOOLEAN); — 結果例: FALSE
SELECT CAST(‘TRUE’ AS BOOLEAN); — 結果例: TRUE (大文字小文字を区別しないことが多い)
SELECT CAST(‘1’ AS BOOLEAN); — 結果例: TRUE
SELECT CAST(‘0’ AS BOOLEAN); — 結果例: FALSE
SELECT CAST(‘yes’ AS BOOLEAN); — DB依存 (サポートされないことが多い)
SELECT CAST(‘abc’ AS BOOLEAN); — 変換エラーまたはNULL (DB依存)
``
数値からの変換では、通常0がFALSEに、それ以外の非ゼロ値がTRUEに変換されます。NULLはNULL`のままです。

文字列からの変換では、'true', 'false', '1', '0' などがサポートされることが多いですが、認識される文字列はデータベースシステムによって大きく異なります。特に、'yes', 'no', 'T', 'F' などの文字列は、特定のDBでしか認識されないか、全く認識されない可能性があります。認識できない文字列は、変換エラーになるか、NULLに変換されるかのいずれかです。

5. バイナリ型 (BINARY, VARBINARY, BLOB) への変換

文字列型や、他のバイナリ型をバイナリ型へ変換するケースです。ファイルデータや暗号化されたデータなどを扱う際に使用されることがあります。

“`sql
— 文字列をバイナリに変換 (文字列のバイト表現)
SELECT CAST(‘abc’ AS BINARY(3)); — 結果: バイナリデータ (‘abc’のASCIIまたはDBエンコーディングでのバイト列)

— 16進数文字列をバイナリに変換 (DB依存の挙動)
SELECT CAST(‘414243′ AS BINARY(3)); — DBによってはX’414243’ (ABC) に変換される
``
文字列からバイナリへの変換は、ソース文字列の文字エンコーディングに依存します。例えば、UTF-8エンコーディングの文字列‘あ’` をバイナリに変換すると、そのUTF-8バイト表現になります。

バイナリ → 文字列:

バイナリデータを文字列に変換する場合、結果は通常、元のバイナリデータのバイト列を文字として解釈しようとするか、16進数形式の文字列で表現されます。

sql
-- バイナリを文字列に変換 (DB依存)
SELECT CAST(X'414243' AS VARCHAR(10)); -- 結果例: 'ABC' または '414243' (DB依存)
バイナリデータを安全に文字列として表現するには、CASTよりもDB固有の関数（例: MySQLのHEX関数で16進数文字列に変換、PostgreSQLのENCODE関数でBase64などに変換）を使用する方が、結果の形式を制御でき、バイナリデータの内容に依存しない安定した変換が可能です。

型変換時のエラーとNULL

型変換、特に文字列からの変換や、より範囲の狭い型への変換時には、ソースの値が目標の型として有効でない場合にエラーが発生したり、NULLが生成されたりする可能性があります。

エラーの発生:

  • 文字列 'abc' を INT に変換しようとする
  • 文字列 '2023-02-30' (存在しない日付) を DATE に変換しようとする
  • 数値 1000 を TINYINT (最大値が通常255) に変換しようとする
  • 文字列 'invalid_boolean' を BOOLEAN に変換しようとする (DBが認識しない場合)

これらの場合、クエリの実行が停止し、エラーメッセージが表示されることがあります。

NULLの生成:

データベースシステムによっては、変換が不可能でもエラーとせず、結果をNULLとする場合があります。この挙動はDBの設定やバージョンによって異なります。特にMySQLなどでは、無効な変換がエラーではなく警告となり、結果がNULLになるケースが見られます。

sql
-- MySQLでの例 (デフォルト設定の場合)
SELECT CAST('abc' AS INT); -- 警告が発生し、結果は NULL
SELECT CAST('2023-02-30' AS DATE); -- 警告が発生し、結果は NULL

エラーで処理が停止するか、NULLが生成されるかは、アプリケーションの要件によってどちらが望ましいかが異なります。エラーは問題にすぐに気づけますが、バッチ処理などでは途中で止まってしまうのが困る場合もあります。NULLは処理を継続できますが、意図しないNULLが紛れ込むことで後続の処理に影響を与える可能性があります。

エラーを回避/ハンドリングする方法:

  1. 事前にソースデータの形式をチェックする: 変換前に、ソースカラムの値が変換可能な形式であるかを確認します。正規表現を使用したり（DBによっては正規表現関数をサポート）、文字列関数で特定のパターンが含まれていないかを確認したりする方法があります。

  2. DB固有のエラーハンドリング関数を使用する: SQL Serverには、変換を試み、成功すれば変換結果を返し、失敗すればNULLを返すTRY_CASTおよびTRY_CONVERT関数があります。

    sql
    -- SQL Server TRY_CASTの例
    SELECT TRY_CAST('abc' AS INT); -- 結果: NULL (エラーにならない)
    SELECT TRY_CAST('123' AS INT); -- 結果: 123
    このような関数は、変換エラーによってクエリ全体が停止するのを避けたい場合に非常に有用です。他のDBシステムにも類似の機能が提供されているか、またはCASE文と文字列関数を組み合わせてエラーを回避するロジックを記述する必要があるかを確認してください。

  3. CASE文と組み合わせる: 無効な値に対しては変換を試みず、デフォルト値や別の値を返すようにロジックを組みます。

    sql
    -- 無効な文字列を変換せず、NULLまたは別の値を返す例
    SELECT
    CASE
    WHEN string_col ~ '^\d+$' THEN CAST(string_col AS INT) -- PostgreSQLの正規表現
    WHEN string_col REGEXP '^[0-9]+$' THEN CAST(string_col AS SIGNED) -- MySQLの正規表現
    WHEN ISNUMERIC(string_col) = 1 THEN CAST(string_col AS INT) -- SQL ServerのISNUMERIC関数
    ELSE NULL -- 変換できない場合はNULL
    END AS converted_int
    FROM your_table;
    この方法はDBに依存しますが、エラーをより細かく制御できます。

CASTと他の型変換方法の比較

SQLにはCAST以外にも型変換を行う方法が存在します。これらはDB固有であることが多く、それぞれ異なる特徴を持っています。

1. CONVERT関数 (SQL Server, MySQL)

CONVERT関数は、CASTと同様に型変換を行いますが、特にSQL ServerやMySQLでよく使われます。構文がCASTとは異なります。

構文:

sql
CONVERT ( データ型 , 表現 [, スタイル] )

CAST(表現 AS データ型) と異なり、変換先のデータ型が先に、ソースの表現が後に来ます。第三引数のスタイルは省略可能で、特に日付/時刻型やバイナリ型を文字列に変換する際に、結果のフォーマットを指定するために使用されます。

“`sql
— SQL Serverでの例: 日付を特定のスタイルで文字列に変換
SELECT CONVERT(VARCHAR(20), GETDATE(), 120); — 結果例: ‘2023-10-27 10:30:00’ (スタイル120: ODBC canonical)
SELECT CONVERT(VARCHAR(20), GETDATE(), 111); — 結果例: ‘2023/10/27’ (スタイル111: YY/MM/DD)

— MySQLでの例: バイナリを16進数文字列に変換 (スタイル2)
SELECT CONVERT(VARCHAR(20), X’414243′, 2); — 結果: ‘414243’
“`

CAST vs CONVERT:

  • 標準性: CASTはSQL標準です。CONVERTはSQL ServerやMySQLなどでサポートされていますが、標準ではありません。可搬性を重視する場合はCASTを使用すべきです。
  • 機能: CONVERTは（特にSQL Serverにおいて）スタイル引数を持つことで、日付/時刻やバイナリの文字列変換において、より詳細なフォーマット制御が可能です。CASTはこのスタイル指定機能を持たず、デフォルトのフォーマットに依存します。
  • 構文: 構文が異なります。どちらが見やすいかは好みの問題です。

フォーマット制御が必要な場合はCONVERT（または後述のDB固有関数）、そうでなく標準的な変換で十分な場合はCAST、と使い分けるのが一般的です。

2. DB特有の型変換関数

多くのデータベースシステムは、特定の型変換に特化した独自の関数を提供しています。これらは通常、CASTやCONVERTよりも柔軟なフォーマット制御や、特定のデータ型に最適化された機能を提供します。

  • Oracle/PostgreSQL:

    • TO_CHAR(値, [フォーマット]): 数値、日付/時刻、INTERVALなどを文字列に変換。フォーマット文字列で細かく制御可能。
    • TO_DATE(文字列, [フォーマット]): 文字列を日付に変換。フォーマット文字列で文字列の形式を指定。
    • TO_TIMESTAMP(文字列, [フォーマット]): 文字列をタイムスタンプに変換。
    • TO_NUMBER(文字列, [フォーマット]): 文字列を数値に変換。

  • MySQL:

    • DATE_FORMAT(日付, フォーマット): 日付/時刻を特定のフォーマットの文字列に変換。
    • STR_TO_DATE(文字列, フォーマット): 文字列を日付/時刻に変換。
    • FORMAT(数値, 小数点以下の桁数): 数値をカンマ区切りなどのフォーマットで文字列に変換。

  • SQL Server:

    • FORMAT(値, フォーマット_文字列): .NET Frameworkのフォーマット規則を使用して、数値、日付などを文字列に変換。

DB固有関数 vs CAST:

  • 機能と柔軟性: DB固有関数は、多くの場合、CASTよりも高度で柔軟なフォーマット制御を提供します。特に日付/時刻や数値の文字列変換において、その差は顕著です。
  • 可搬性: DB固有関数はその名の通り、特定のDBシステムでしか動作しません。複数のDBシステムで動作するアプリケーションを作成する場合、DB固有関数を使用すると可搬性が損なわれます。CASTはSQL標準であるため、可搬性に優れています。
  • パフォーマンス: DB固有関数は特定の型変換に最適化されていることがありますが、CASTも主要な機能であるため、通常は効率的に実装されています。パフォーマンスに大きな差が出るとは限りませんが、特定のシナリオではDB固有関数の方が有利な場合もあります。

使い分けの推奨:

  • 標準的な変換で十分な場合: CASTを使用する。可搬性が高く、多くのケースで十分な機能を提供します。
  • 特定のフォーマットが必要な場合: DB固有の関数を使用する。可搬性よりも機能や表現力を優先する場合に適しています。
  • SQL ServerまたはMySQLでフォーマットが必要な場合: CONVERT関数を検討する。CASTより柔軟性があり、DB固有関数ほどDB依存性が高くない中間的な選択肢となることがあります（ただし、CONVERT自体は標準ではない点に注意）。

アプリケーションの要件（可搬性、必要なフォーマットの複雑さなど）に応じて、最適な関数を選択することが重要です。

CASTの応用例

CAST関数は、単にデータ型を変換するだけでなく、様々なSQL操作において活用することで、柔軟かつ強力なクエリを作成することができます。

1. ソート順序の変更

文字列として格納されている数値や日付を、数値や日付としてソートしたい場合にCASTを使用します。

sql
-- '1', '10', '2' のような文字列を数値順にソートしたい場合
SELECT string_col
FROM your_table
ORDER BY CAST(string_col AS INT); -- 結果: 1, 2, 10
-- CASTしない場合: 1, 10, 2 (文字列としてソートされる)
同様に、'10/27/2023', '11/01/2023', '09/15/2024' のような米国式日付文字列を日付順にソートしたい場合、DBがデフォルトでこの形式を日付として認識しない限り、文字列としてソートされ意図しない結果になります。このような場合は、CAST（またはSTR_TO_DATEなどのDB固有関数）を使って日付型に変換してからソートします。

sql
-- 曖昧な日付文字列を日付順にソートしたい場合 (MySQLの例)
SELECT date_string_col
FROM your_table
ORDER BY STR_TO_DATE(date_string_col, '%m/%d/%Y');
-- CAST('10/27/2023' AS DATE) のようにDBが認識するならCASTでも可

2. 集計関数での利用

文字列として格納されている数値を集計（合計、平均など）したい場合にCASTを使用します。

sql
-- 価格が文字列で格納されているテーブルの合計金額を計算
SELECT SUM(CAST(price_string AS DECIMAL(10, 2)))
FROM products;
この場合、price_stringカラムの値が全て有効な数値形式であることを確認する必要があります。無効な値が含まれていると、前述のようにエラーになるかNULLが生成され、集計結果に影響します。エラーハンドリング（TRY_CASTなど）と組み合わせて使用することが多いです。

3. WHERE句での比較

異なる型のカラムを比較したり、リテラル値と比較したりする際にCASTを使用します。

“`sql
— ユーザーIDが数値型、検索条件が文字列で与えられた場合
SELECT *
FROM users
WHERE user_id = CAST(‘12345’ AS INT);

— 文字列型の価格カラムが特定の数値より大きいレコードを検索
SELECT *
FROM products
WHERE CAST(price_string AS DECIMAL(10, 2)) > 100.00;
``WHERE句でのCAST`の使用は、パフォーマンスに影響を与える可能性があるため注意が必要です（後述）。比較対象のリテラル値をソースのカラムの型に合わせる方が、多くの場合はパフォーマンス上有利です。

“`sql
— パフォーマンス上有利なことが多い書き方 (文字列カラム vs 文字列リテラル)
SELECT *
FROM users
WHERE CAST(user_id AS VARCHAR(10)) = ‘12345’; — user_idにインデックスがある場合、インデックスが使えない可能性が高い

— 比較対象リテラルの型を合わせる (user_idがINT型の場合)
SELECT *
FROM users
WHERE user_id = 12345; — リテラルをINT型にする
“`

4. JOIN条件での利用

異なる型のカラム同士を結合条件に使用したい場合にCASTを使用します。

sql
-- usersテーブルの数値型user_idとordersテーブルの文字列型buyer_idを結合
SELECT u.*, o.*
FROM users u
JOIN orders o ON u.user_id = CAST(o.buyer_id AS INT);
WHERE句と同様に、JOIN条件でのCASTもパフォーマンスに影響を与える可能性があります。可能であれば、テーブル設計時に結合に使用するカラムの型を一致させておくのがベストプラクティスです。

5. データクレンジング/ETLプロセスでの活用

データのインポートや変換を行うETL（Extract, Transform, Load）プロセスにおいて、ソースデータの型を変換したり、無効な値を処理したりするためにCASTは不可欠です。

sql
-- 外部から取り込んだCSVデータを正規化されたテーブルに投入するINSERT文内で型変換
INSERT INTO production_table (id, name, price, order_date)
SELECT
CAST(stage.id_str AS INT),
stage.name_str,
CAST(stage.price_str AS DECIMAL(10, 2)),
CAST(stage.order_date_str AS DATE)
FROM staging_table stage;
この際、staging_tableに無効な形式のデータが含まれているとINSERT処理が失敗する可能性があるため、前述のエラーハンドリング手法（TRY_CASTなどやCASE文）と組み合わせて、無効なデータをスキップしたり、エラーテーブルに記録したりするロジックを組み込むことが重要です。

パフォーマンスに関する考慮事項

CAST関数は非常に便利ですが、特にWHERE句やJOIN句で使用する際には、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。

インデックスへの影響:

データベースシステムは、テーブルのインデックスを使用してデータの検索を高速化します。インデックスは特定のリズム（データ型の順序）でデータが並べられており、検索条件がそのリズムに合致する場合に効率的に使用されます。

しかし、WHERE句の検索条件でカラムに関数（CASTを含む）を適用すると、DBはそのカラムの値そのものではなく、関数適用後の値を基準に検索を行う必要が生じます。この場合、DBは通常、カラムに作成されたインデックスを効率的に使用することができません（「インデックスが効かない」「関数適用によりインデックスが使用されない」などと表現されます）。

例:
sql
-- user_id_str にインデックスがあるが、文字列として格納された数値
-- string_col にインデックスがあるが、実際の値は数値形式
-- date_string_col にインデックスがあるが、実際の値は日付形式

“`sql
— WHERE句でCASTを使用 (インデックスが効かない可能性が高い)
SELECT *
FROM users
WHERE CAST(user_id_str AS INT) = 12345; — user_id_strのインデックスが使われにくい

SELECT *
FROM products
WHERE CAST(price_string AS DECIMAL(10, 2)) > 100.00; — price_stringのインデックスが使われにくい

SELECT *
FROM events
WHERE CAST(event_date_str AS DATE) BETWEEN ‘2023-01-01’ AND ‘2023-12-31’; — event_date_strのインデックスが使われにくい
``
これらのクエリでは、DBはテーブル全体をスキャンし、各行に対してCAST`関数を適用してから比較を行う必要が生じることが多く、大量のデータを扱う場合にはパフォーマンスが大幅に低下する可能性があります。

対策:

  1. テーブル設計の段階で適切なデータ型を使用する: これが最も根本的な解決策です。数値は数値型、日付は日付型で格納することで、CAST自体が不要になります。

  2. 検索条件のリテラル値をカラムの型に合わせる: 検索対象のカラムに関数を適用するのではなく、比較対象のリテラル値の方をカラムの型に合わせるようにします。これにより、カラムに対するインデックスが使用されやすくなります。

    “`sql
    — 比較対象のリテラル値を変換 (string_colが文字列型の場合)
    SELECT *
    FROM your_table
    WHERE string_col = CAST(123 AS VARCHAR(10)); — string_colのインデックスが使用されやすい (文字列比較)

    SELECT *
    FROM your_table
    WHERE string_col = ‘123’; — 最もシンプルで、string_colのインデックスが使用されやすい
    ``
    この場合、DBは    string_colの値をそのまま、または変換されたリテラル値と比較します。string_col`にインデックスがあれば、DBはインデックスを使用して効率的に検索できます。

    ただし、文字列として格納された数値を「数値として」範囲検索したい場合（例: '100'から'200'までではなく、数値の100から200まで）、単なる文字列比較では意図通りの結果になりません（例: '150'は範囲内だが'25'は範囲外、しかし文字列比較では'25'が'150'より大きいと判断される）。このような場合はやはりCASTが必要になりますが、インデックスが使用できないというパフォーマンス上のトレードオフを受け入れる必要があります。

  3. 関数インデックス/計算列を使用する (DBがサポートしている場合): 一部のデータベースシステム（例: PostgreSQLの関数インデックス、SQL Serverの計算列）では、カラムに関数を適用した結果に対してインデックスを作成することができます。

    “`sql
    — PostgreSQLでの関数インデックス作成例
    CREATE INDEX idx_your_table_string_col_int ON your_table (CAST(string_col AS INT));

    — SQL Serverでの計算列作成例
    ALTER TABLE your_table ADD string_col_int AS CAST(string_col AS INT) PERSISTED;
    CREATE INDEX idx_your_table_string_col_int ON your_table (string_col_int);
    ``
    これにより、    WHERE CAST(string_col AS INT) = 123` のようなクエリでも、新しく作成したインデックスが使用されるようになり、パフォーマンスが改善される可能性があります。ただし、インデックスの維持にオーバーヘッドがかかるため、更新頻度などを考慮して導入を検討する必要があります。

  4. EXPLAIN (または equivalent) を使用して実行計画を確認する: 実際にクエリを実行する前に、EXPLAINコマンドなどを使用してDBがどのようにクエリを実行するか（実行計画）を確認することが重要です。これにより、意図したインデックスが使用されているか、テーブルフルスキャンになっていないかなどを確認し、パフォーマンス上のボトルネックを特定できます。

実行計画の確認例 (PostgreSQL):

sql
EXPLAIN SELECT * FROM your_table WHERE CAST(string_col AS INT) = 123;
出力を見て、Seq Scan（シーケンシャルスキャン、つまりフルスキャン）になっているか、あるいは適切なインデックスが使われているかを確認します。

一般的に、WHERE句やJOIN句で頻繁にCASTを使用する必要がある場合は、元のテーブル設計を見直すか、あるいは関数インデックスなどの対策を検討すべきサインかもしれません。それ以外の場面（SELECTリストでの表示整形やINSERT時のデータ投入など）では、パフォーマンスへの影響は比較的小さいことが多いです。

CASTを使用する上でのベストプラクティス

CAST関数を効果的かつ安全に使用するために、以下のベストプラクティスを推奨します。

  1. 明示的な型変換を常に意識する: SQLでは、異なる型のデータ間で操作を行う際に、DBが自動的に型変換（暗黙的な型変換）を試みることがあります。例えば、WHERE int_col = '123'のような比較では、多くのDBが文字列'123'を数値に変換して比較を行います。しかし、この暗黙的な変換はDB依存性が高く、予期せぬ挙動（例: エラー、意図しないNULL、パフォーマンス低下）を引き起こす可能性があります。CAST関数を使用して型変換を明示的に行うことで、クエリの意図が明確になり、DBシステム間の可搬性が高まり、予期せぬエラーを防ぐことができます。

    “`sql
    — 暗黙的な型変換 (非推奨)
    SELECT * FROM users WHERE user_id_int = ‘123’;

    — 明示的な型変換 (推奨)
    SELECT * FROM users WHERE user_id_int = CAST(‘123’ AS INT);
    — または、比較対象をカラムの型に合わせるのがベスト (可能な場合)
    SELECT * FROM users WHERE user_id_int = 123;
    “`

  2. 必要なデータ型を正確に指定する: 特にDECIMAL型への変換では、精度 (precision) とスケール (scale) を適切に指定することが重要です。これにより、データの切り捨てや丸めを制御し、データの正確性を保つことができます。VARCHAR型への変換でも、必要な最大長を指定することで、DBリソースの効率的な利用につながります。

  3. 変換エラーの可能性を考慮する: 特に文字列から他の型への変換では、ソースデータに無効な値が含まれているとエラーが発生する可能性があります。クエリがエラーで中断されて困るようなシナリオでは、TRY_CAST（SQL Server）のようなエラーハンドリング関数を利用するか、CASE文とデータ検証関数（例: ISNUMERIC, ISDATEなど、DB依存）を組み合わせて、無効な値を安全に処理するロジックを組み込むべきです。
  4. DBドキュメントを参照する: CAST関数自体の構文は標準的ですが、サポートされるデータ型、文字列から日付/時刻やBOOLEANへの変換で認識されるフォーマット、変換エラー時の具体的な挙動（エラー vs NULL vs 警告）、特定の型変換におけるデフォルトの丸め規則などは、データベースシステムによって異なります。使用しているDBシステムの公式ドキュメントを確認し、正確な挙動を理解することが重要です。
  5. パフォーマンスを監視する: 特にWHERE句やJOIN句でCAST関数を使用する際は、実行計画を確認し、インデックスが効果的に利用されているかを確認してください。必要に応じて、テーブル設計の見直しや関数インデックスなどのパフォーマンス改善策を検討します。
  6. 変換の目的を明確にする: なぜその型に変換する必要があるのか（計算のためか、表示のためか、比較のためかなど）を明確にすることで、どのデータ型に変換すべきか、そしてどの関数（CASTか、DB固有関数かなど）を使うべきかが判断しやすくなります。例えば、表示用に特定のフォーマットで日付を文字列化したい場合は、CASTではなくTO_CHARやDATE_FORMATのような関数の方が適しています。

まとめ

SQLのCAST関数は、あるデータ型の値を別のデータ型に明示的に変換するための、SQL標準の強力な機能です。数値、文字列、日付/時刻、論理型など、様々なデータ型間の変換が可能であり、データの比較、計算、表示、そしてETLプロセスなど、多岐にわたる場面で活用されます。

本記事では、CAST関数の基本構文から、主要な型変換パターン（数値、文字列、日付/時刻、論理型、バイナリ型への変換）の詳細、変換時のエラーとNULLの扱い、CONVERT関数やDB固有関数といった他の型変換方法との比較、そしてソート、集計、WHERE/JOIN句での使用、データクレンジングといった応用例までを解説しました。

CASTはシンプルながら奥が深く、特に文字列からの変換や、より範囲・精度の狭い型への変換では、ソースデータの形式や値に依存してエラーや予期せぬ結果が生じる可能性があることを理解しておくことが重要です。また、WHERE句やJOIN句での使用は、インデックスの使用を妨げ、パフォーマンスに影響を与える可能性があるため、その影響を理解し、必要に応じて対策を講じる必要があります。

CAST関数を使いこなすためには、以下の点を常に意識してください。

  • 明示的な変換の推奨: 暗黙的な変換に頼らず、CASTを使用して変換の意図を明確にする。
  • データ型と値の互換性: 変換元の値が変換先の型として有効な形式であることを確認する。無効な値の処理方法を検討する。
  • DB依存性の理解: 特に文字列⇔日付/時刻、文字列⇔論理型の変換フォーマットや、エラー時の挙動はDBによって異なるため、使用しているDBのドキュメントを確認する。
  • パフォーマンスへの配慮: WHERE/JOIN句での使用によるインデックスへの影響を理解し、必要に応じて回避策（設計見直し、リテラル合わせ、関数インデックスなど）を検討する。
  • 適切なツールの選択: フォーマット制御が不要な場合はCAST、必要な場合はCONVERTやDB固有関数など、目的に応じて最適な変換方法を選択する。

CAST関数は、SQLによるデータ操作の基礎であり、柔軟性と制御を提供してくれます。これらの知識を習得することで、より堅牢で効率的なSQLクエリを作成できるようになるでしょう。日々のデータベース操作において、ぜひ積極的にCAST関数を活用してみてください。

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