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深入解析MySQL的窗口函數(shù)

 更新時(shí)間:2023年07月14日 09:56:46   作者:打工人戶戶  
這篇文章主要介紹了深入解析MySQL的窗口函數(shù),窗口可以理解為記錄集合,窗口函數(shù)就是在滿足某種條件的記錄集合上執(zhí)行的特殊函數(shù),即:應(yīng)用在窗口內(nèi)的函數(shù),需要的朋友可以參考下

對(duì)一個(gè)成熟的數(shù)據(jù)分析師來說,窗口函數(shù)可以大幅提高查詢效率,且SQL代碼優(yōu)雅。

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一、定義

窗口可以理解為記錄集合,窗口函數(shù)就是在滿足某種條件的記錄集合上執(zhí)行的特殊函數(shù) 即:應(yīng)用在窗口內(nèi)的函數(shù)。

靜態(tài)窗口:每條記錄都要在此窗口內(nèi)執(zhí)行函數(shù),窗口大小都是固定的。

動(dòng)態(tài)窗口:不同的記錄對(duì)應(yīng)著不同的窗口,這種動(dòng)態(tài)變化的窗口叫滑動(dòng)窗口。

二、語法格式

函數(shù)名(字段名) over(子句) 

over()括號(hào)內(nèi)若不寫,則意味著窗口函數(shù)基于滿足where條件的所有行進(jìn)行計(jì)算。

若括號(hào)內(nèi)不為空,則支持以下語法來設(shè)置窗口。

函數(shù)名(字段名) over(partition by <要分列的組> order by <要排序的列> rows between <數(shù)據(jù)范圍>) 

數(shù)據(jù)范圍:

rows between 2 preceding and current row # 取本行和前面兩行
rows between unbounded preceding and current row # 取本行和之前所有的行 
rows between current row and unbounded following # 取本行和之后所有的行 
rows between 3 preceding and 1 following # 從前面三行和下面一行,總共五行 
# 當(dāng)order by后面沒有rows between時(shí),窗口規(guī)范默認(rèn)是取本行和之前所有的行
# 當(dāng)order by和rows between都沒有時(shí),窗口規(guī)范默認(rèn)是分組下所有行(rows between unbounded preceding and unbounded following) 

三、分類

1、聚合類

聚合窗口函數(shù)與普通聚合函數(shù)的區(qū)別

  • 普通場(chǎng)景下的聚合函數(shù)是將多條記錄聚合為一條**(多到一);**窗口函數(shù)是每條記錄都會(huì)執(zhí)行,有幾條記錄執(zhí)行完還是幾條**(多到多)**。
  • 接下來通過解決具體需求來讓大家更加了解窗口函數(shù)的用法,希望大家閱讀完能動(dòng)手練習(xí)。 先創(chuàng)建user_trade表:
-- 現(xiàn)有2018~2020某電商平臺(tái)訂單信息表user_trade
create table user_trade (
 user_name  varchar(20) COMMENT '用戶名',
 piece  int COMMENT '購(gòu)買數(shù)量',
 price  double COMMENT '價(jià)格',
 pay_amount double COMMENT '支付金額',
 goods_category varchar(20) COMMENT '商品品類',
 pay_time date COMMENT '支付日期'
);

從navicat中導(dǎo)入以下數(shù)據(jù)源:

user_trade數(shù)據(jù)源:https://gitee.com/hu-weiqing/datasource/blob/master/user_trade.xlsx

數(shù)據(jù)隨機(jī)展示10條如下:

  • 累計(jì)求和:sum()over()
-- 需求1: 查詢出2019年每月的支付總額和當(dāng)年累積支付總額 
select a.mon,a.pay_amount,sum(a.pay_amount) over(order by a.mon) as sum_amount
from(
select month(a.pay_time) as mon,sum(a.pay_amount) as pay_amount
from user_trade a
where year(a.pay_time) = '2019'
group by month(a.pay_time)
) a ;
-- 需求2:查詢出2018-2019年每月的支付總額和當(dāng)年累積支付總額
select a.*,sum(a.pay_amount) over(partition by a.year order by a.mon) as sum_amount
from(
select year(a.pay_time) as year,month(a.pay_time) as mon,sum(a.pay_amount) as pay_amount
from user_trade a
where year(a.pay_time) in('2018','2019')
group by year(a.pay_time),month(a.pay_time)
) a ;

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需求1運(yùn)行結(jié)果(部分)

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需求2運(yùn)行結(jié)果(部分)

  • 移動(dòng)平均:avg() over()
-- 需求3: 查詢出2019年每個(gè)月的近三月移動(dòng)平均支付金額
select a.mon,a.pay_amount,
avg(a.pay_amount) over(order by a.mon rows between 2 preceding and current row) as avg_amount
from(
select month(a.pay_time) as mon,sum(a.pay_amount) as pay_amount
from user_trade a
where year(a.pay_time) = '2019'
group by month(a.pay_time)
) a ;

img

需求3運(yùn)行結(jié)果(部分)

  • 最大/最小值:max()/min() over()
-- 需求4: 查詢出每四個(gè)月的最大月總支付金額
select 
a.mon,
a.pay_amount,
max(a.pay_amount) over(order by a.mon rows between 3 preceding and current row) as max_amount
from(
select SUBSTRING(a.pay_time,1,7) as mon,sum(a.pay_amount) as pay_amount
from user_trade a
group by SUBSTRING(a.pay_time,1,7)
)a ;

img

需求4運(yùn)行結(jié)果(部分)

2、排序類

  • row_number()、rank() 和dense_rank()
-- 需求4: 查詢出每四個(gè)月的最大月總支付金額
select 
a.mon,
a.pay_amount,
max(a.pay_amount) over(order by a.mon rows between 3 preceding and current row) as max_amount
from(
select SUBSTRING(a.pay_time,1,7) as mon,sum(a.pay_amount) as pay_amount
from user_trade a
group by SUBSTRING(a.pay_time,1,7)
)a ;

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需求5運(yùn)行結(jié)果(部分)

row_number()、rank() 和dense_rank() 三種排序函數(shù)的區(qū)別:

row_number:每一行記錄生成一個(gè)序號(hào),依次排序且不會(huì)重復(fù)。 12345…

rank:跳躍排序,生成的序號(hào)有可能不連續(xù)。11345…

dense_rank:在生成序號(hào)時(shí)是連續(xù)的。11234…

  • ntile(n)over()

ntile(n)用于將分組數(shù)據(jù)按照順序切分成n片,返回當(dāng)前切片值. n表示切片的數(shù)量; 不支持rows between

-- 需求6: 查詢出將2020年2月的支付用戶,按照支付金額分成5組后的結(jié)果
select 
a.user_name,
sum(a.pay_amount) as pay_amount,
ntile(5) over(order by sum(a.pay_amount) desc) as level
from user_trade a
where SUBSTRING(a.pay_time,1,7) = '2020-02'
group by a.user_name;
-- 需求7: 查詢出2020年支付金額排名前30%的所有用戶
select a.user_name,a.pay_amount
from (
select 
a.user_name,
sum(a.pay_amount) as pay_amount,
ntile(10) over(order by sum(a.pay_amount) desc) as level
from user_trade a
where year(a.pay_time) = '2020'
group by a.user_name
) a 
where a.level in(1,2,3);

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需求6運(yùn)行結(jié)果(部分)

img

需求7運(yùn)行結(jié)果(部分)

3、偏移分析函數(shù)

  • lag() over()向上偏移

lag(exp_str,offset,defval) exp_str:字段名 offset:偏移量 defval:默認(rèn)值。當(dāng)向上偏移了offset行已經(jīng)超出了表的范圍時(shí),lag()函數(shù)將defval這個(gè)參數(shù)值作為函數(shù)的返回值,若沒有指定默認(rèn)值,則返回NULL。

-- 需求8: 查詢出King和West的時(shí)間偏移(前N行)
select a.user_name,a.pay_time,
lag(a.pay_time,1,a.pay_time) over(partition by a.user_name order by a.pay_time) as lag1,
-- 沒有傳入偏移量,那么默認(rèn)就是1,找不到的話,此處也沒有給默認(rèn)值,為null
lag(a.pay_time) over(partition by a.user_name order by a.pay_time) as lag2,
lag(a.pay_time,2,a.pay_time) over(partition by a.user_name order by a.pay_time) as lag3,
lag(a.pay_time,2) over(partition by a.user_name order by a.pay_time) as lag4
from user_trade a 
where a.user_name in('King','West');

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需求8運(yùn)行結(jié)果

  • lead() over()向下偏移

用法同lag()over()函數(shù)。

補(bǔ)充練習(xí):

-- 需求9: 查詢出支付時(shí)間間隔超過100天的用戶數(shù)
select count(distinct a.user_name)
from (
select a.user_name,a.pay_time,
lag(a.pay_time) over(partition by a.user_name order by a.pay_time) as lg
from user_trade a 
) a 
where DATEDIFF(a.pay_time,a.lg) >100;
# 需求9運(yùn)行結(jié)果為180
-- 需求10: 查詢出每年支付時(shí)間間隔最長(zhǎng)的用戶
select c.years,c.user_name,c.pay_days 
from(
select b.years,b.user_name,datediff(b.pay_time,b.lg) as pay_days,
rank() over(partition by b.years order by datediff(b.pay_time,b.lg) desc) as rk 
from (
select year(a.pay_time) as years,a.user_name,a.pay_time,
lag(a.pay_time) over(partition by a.user_name,year(a.pay_time) order by a.pay_time) as lg
from user_trade a 
) b 
where b.lg is not null
) c 
where c.rk = 1;

img

需求10運(yùn)行結(jié)果

窗口函數(shù)在數(shù)據(jù)分析師的工作中應(yīng)用非常廣,如果不會(huì)窗口函數(shù),很可能同樣的需求用普通表關(guān)聯(lián)寫需要關(guān)聯(lián)很多張表,導(dǎo)致性能不好,查詢速度非常慢。

到此這篇關(guān)于深入解析MySQL的窗口函數(shù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQL窗口函數(shù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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