如何在PostgreSQL中实现bigint的环绕式算术运算（无溢出）？

可以实现标准的64位整数环绕式运算，以下是针对不同场景的具体方案：

一、普通加减乘运算的环绕实现 #

PostgreSQL默认会检测bigint溢出并抛出错误，但利用bit(64)类型的自动溢出环绕特性，可以高效实现目标行为：

加法环绕 #

SELECT (9223372036854775807::bit(64) + 1::bit(64))::bigint;
-- 输出：-9223372036854775808

乘法环绕 #

SELECT (9223372036854775807::bit(64) * 2::bit(64))::bigint;
-- 输出：-2

这种方法依赖原生位运算实现，性能接近纯64位整数运算，远优于基于numeric或模运算的方案。

二、SUM聚合的环绕实现 #

PostgreSQL默认的SUM会将bigint转为numeric类型计算以避免溢出，要实现环绕式SUM，需自定义聚合函数：

1. 先创建环绕加法的辅助函数：

CREATE OR REPLACE FUNCTION bigint_wrap_add(a bigint, b bigint)
RETURNS bigint AS $$
BEGIN
    RETURN (a::bit(64) + b::bit(64))::bigint;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql IMMUTABLE;

2. 基于该函数创建自定义聚合：

CREATE AGGREGATE sum_wrap(bigint) (
    SFUNC = bigint_wrap_add,
    STYPE = bigint,
    INITCOND = '0'
);

3. 使用自定义聚合实现环绕求和：

SELECT sum_wrap(id) FROM (VALUES(9223372036854775807), (9223372036854775807)) AS t(id);
-- 输出：-2

这个自定义聚合全程基于bigint和位运算，性能与原生聚合接近，完全符合补码溢出环绕的标准行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mark