LeetCode(SQL)难度-中等

LeetCode(SQL)难度-中等

注：排名知识点（题目1->思路来源于牛客-小数志（公众号））

1. 连续排名，例如3000,2000,2000,1000排名结果为1-2-3-4，体现同薪不同名，排名类似于编号
2. 同薪同名，但总排名不连续，如上薪水，排名为1-2-2-4
3. 同薪同名，总排名连续，如上薪水，排名为1-2-2-3

题目1：编写一个 SQL 查询，获取 Employee 表中第 n 高的薪水（Salary）

思路1：单表查询

本题只需考虑全局第N高的一个，可用order by+limit

• 本题情况为排名中的第三种同薪同名，总排名连续，所以需要利用group by按薪水分组后再order by

• 排名第N高意味着要跳过N-1个薪水，由于无法直接用limit N-1，所以需先在函数开头处理N为N=N-1
  注1： 这里不能直接用limit N-1是因为limit和offset字段后面只接受正整数（意味着0、负数、小数都不行）或者单一变量（意味着不能用表达式），也就是说想取一条，limit 2-1、limit 1.1这类的写法都是报错的
  注2： 这种解法形式最为简洁直观，但仅适用于查询全局排名问题，如果要求各分组的每个第N名，则该方法不适用；而且也不能处理存在重复值的情况

CREATE FUNCTION getNthHighestSalary(N INT) RETURNS INT
BEGIN
    SET N:=N-1; ##因为limit不能出现表达式，所以需提前定义,注意要有分号
  RETURN (
     SELECT salary
     FROM  employee
     GROUP BY salary  ##可能出现同薪，需要分组
     ORDER BY salary DESC
     LIMIT N, 1
  );
END

思路2：子查询

• 排名第N高的薪水意味着该表中粗在N-1个比其更高的薪水
• 注意这里的N-1个更高的薪水是去重后的N-1个，实际对应人数可能不止N-1个
• 最后返回的薪水也应该去重，因为可能不止一个薪水排名第N
• 由于对于每个薪水的where条件都要执行一遍子查询，注定其效率低下

CREATE FUNCTION getNthHighestSalary(N INT) RETURNS INT
BEGIN
  RETURN (
      SELECT e.salary
      FROM  employee e
      WHERE
      (SELECT count(DISTINCT salary) FROM employee where salary>e.salary) = N-1 ##表示前面有N-1的不同的薪资比第N个薪资大
  );
END

思路3：自连接

注： 一般来说，能用子查询解决的问题也能用连接解决

• 两表自连接，连接条件设定为表1的salary小于表2的salary
• 以表1的salary分组，统计表1中每个salary分组后对应表2中salary唯一值个数，即去重
• 限定步骤2中having 计数个数为N-1，即实现了该分组中表1salary排名为第N个
• 考虑N=1的特殊情形(特殊是因为N-1=0，计数要求为0)，此时不存在满足条件的记录数，但仍需返回结果，所以连接用left join
• 如果仅查询薪水这一项值，那么不用left join当然也是可以的，只需把连接条件放宽至小于等于、同时查询个数设置为N即可。因为连接条件含等号，所以一定不为空，用join即可。

CREATE FUNCTION getNthHighestSalary(N INT) RETURNS INT
BEGIN
  RETURN (
      SELECT e1.salary
      FROM  employee e1 inner join employee e2
      on e1.salary <= e2.salary
      GROUP by  e1.salary
      HAVING count(DISTINCT e2.salary) = N
  );
END

思路4：笛卡尔积

CREATE FUNCTION getNthHighestSalary(N INT) RETURNS INT
BEGIN
  RETURN (
      SELECT DISTINCT e1.salary
      FROM employee e1, employee e2 
      WHERE e1.salary <= e2.salary
      GROUP BY e1.salary
      HAVING count(DISTINCT e2.salary) = N
  );
END

思路5：自定义变量（不懂）

注： 以上方法2-4中均存在两表关联的问题，表中记录数少时尚可接受，当记录数量较大且无法建立合适索引时，实测速度会比较慢，用算法复杂度来形容大概是O(n^2)量级（实际还与索引有关）。那么，用下面的自定义变量的方法可实现O(2*n)量级，速度会快得多，且与索引无关。

• 自定义变量实现按薪水降序后的数据排名，同薪同名不跳级，即3000、2000、2000、1000排名后为1、2、2、3
• 对带有排名信息的临时表二次筛选，得到排名为N的薪水
• 因为薪水排名为N的记录可能不止1个，用distinct去重

CREATE FUNCTION getNthHighestSalary(N INT) RETURNS INT
BEGIN
  RETURN (
     SELECT 
          DISTINCT salary 
      FROM 
          (SELECT 
                salary, @r:=IF(@p=salary, @r, @r+1) AS rnk,  @p:= salary 
            FROM  
                employee, (SELECT @r:=0, @p:=NULL)init 
            ORDER BY 
                salary DESC) tmp
      WHERE rnk = N
  );
END

本题将查询语句封装成一个自定义函数并给出了模板，实际上是降低了对函数语法的书写要求和难度，而且提供的函数写法也较为精简。然而，自定义函数更一般化和常用的写法应该是分三步：

• 定义变量接收返回值
• 执行查询条件，并赋值给相应变量
• 返回结果

CREATE FUNCTION getNthHighestSalary(N INT) RETURNS INT
BEGIN
    # i 定义变量接收返回值
    DECLARE ans INT DEFAULT NULL;  
    # ii 执行查询语句，并赋值给相应变量
    SELECT 
        DISTINCT salary INTO ans
    FROM 
        (SELECT 
            salary, @r:=IF(@p=salary, @r, @r+1) AS rnk,  @p:= salary 
        FROM  
            employee, (SELECT @r:=0, @p:=NULL)init 
        ORDER BY 
            salary DESC) tmp
    WHERE rnk = N;
    # iii 返回查询结果，注意函数名中是 returns，而函数体中是 return
    RETURN ans;
END

思路6：自定义变量

• row_number()：同薪不同名，相当于行号，相当于排名知识点中的第一个1-2-3-4
• rank():同薪同名，有跳级,相当于1-2-2-4
• dense_rank():同薪同名，无跳级,相当于1-2-2-3

CREATE FUNCTION getNthHighestSalary(N INT) RETURNS INT
BEGIN
  RETURN (
        SELECT 
            DISTINCT salary
        FROM 
            (SELECT 
                salary, dense_rank() over(ORDER BY salary DESC) AS rnk
             FROM 
                employee) tmp
        WHERE rnk = N
  );
END

窗口函数

题目2：编写一个 SQL 查询来实现分数排名。如果两个分数相同，则两个分数排名（Rank）相同。请注意，平分后的下一个名次应该是下一个连续的整数值。换句话说，名次之间不应该有“间隔”

思路：利用开窗函数，进行排序，也就是第一题所提到的第三种排序

select Score,dense_rank() over(order by Score desc) as 'Rank'##必须加引号，否则会出现错误
from Scores;

select a.Score Score,
    (select count(distinct b.score) from Scores b where b.score>=a.Score ) 'Rank'
    ##排名的思路，需要找出a.Score前面有N个大于他的，a.Score的排名则是N+1,也就是大于a.Score不同分数的个数，可以再纸上举出一个小例子，即可明白，例如43321,1是第4名，distinct 4:1个，distinct 3：1个，distinct 2：1个，用>=也就是1所在的第4名
FROM Scores a
order by a.Score desc

题目3：部门工资最高的员工，Employee 表包含所有员工信息，每个员工有其对应的 Id, salary 和 department Id；Department 表包含公司所有部门的信息

##### 思路：先查找Employee表中的部门中的最高薪资，在连接两个表。

select 
      Department.Name as Department,
      Employee.Name as Employee, 
      Salary
from Employee inner join Department
on Department.ID = Employee.DepartmentId
where (Employee.DepartmentId,Salary) IN 
      (SELECT DepartmentId,MAX(Salary)##可以先查找部门内的最高薪资,在Employee表，然后再去查找名字，连接两个表
       FROM Employee
       GROUP BY DepartmentId)

题目4：换座位，小美是一所中学的信息科技老师，她有一张 seat 座位表，平时用来储存学生名字和与他们相对应的座位 id。其中纵列的 id 是连续递增的，小美想改变相邻俩学生的座位。如果学生人数是奇数，则不需要改变最后一个同学的座位

思路1：首先找出有多少个座位，然后判断id在为奇数的情况下，是否为最后一个座位，若不是则id+1,如果为最后一个，则id不变，若id为偶数，则id-1

SELECT
    (CASE
        WHEN MOD(id, 2) != 0 AND counts != id THEN id + 1 ##奇数且不是最后一个座位，则和下一个id交换
        WHEN MOD(id, 2) != 0 AND counts = id THEN id ##如果学生人数是奇数，则不需要改变最后一个同学的座位
        ELSE id - 1##偶数，则id-1和奇数交换
    END) AS id,
    student
FROM
    seat,
    (SELECT 
        COUNT(*) AS counts
    FROM
        seat) AS seat_counts  ##查找座位的个数
ORDER BY id ASC;

思路2：先利用(id+1)^1-1交换id,然后连接座位表和更新id后的座位表，然后id升序排列，具体思路如表所示：

SELECT
    s1.id, COALESCE(s2.student, s1.student) AS student ##返回第一个非空的表达式
FROM
    seat s1
        LEFT JOIN
    seat s2 ON ((s1.id + 1) ^ 1) - 1 = s2.id ##异或，就是^两边，第一次相加，第二次相减，以此类推
ORDER BY s1.id;

题目5 :编写一个 SQL 查询，查找所有至少连续出现三次的数字（有两个字段 ID, Num，表名Log）要求输出Num的值。

思路：连续出现的意味着相同数字的 Id 是连着的，由于这题问的是至少连续出现 3 次，我们使用 Logs 并检查是否有 3 个连续的相同数字.

Select distinct L1.Num ConsecutiveNums ##必须写distinct ,只输出1个值
from Logs L1,Logs L2, Logs L3
where L1.ID=L2.ID+1 AND L2.ID=L3.ID+1 AND L1.Num=L2.Num and L2.Num=L3.Num