Pivot 和 Unpivot

原地址：http://www.oracle.com/technetwork/cn/articles/11g-pivot-101924-zhs.html

Pivot

如您所知，关系表是表格化的，即，它们以列-值对的形式出现。假设一个表名为 CUSTOMERS。

SQL> desc customers
 Name                                      Null?    Type
 ----------------------------------------- -------- ---------------------------
 CUST_ID                                            NUMBER(10)
 CUST_NAME                                          VARCHAR2(20)
 STATE_CODE                                         VARCHAR2(2)
 TIMES_PURCHASED                                    NUMBER(3)

选定该表：

select cust_id, state_code, times_purchased
from customers
order by cust_id;

输出结果如下：

CUST_ID STATE_CODE TIMES_PURCHASED
------- ---------- ---------------
      1 CT                       1
      2 NY                      10
      3 NJ                       2
      4 NY                       4
...  
                              
and so on ...
                            

注意数据是如何以行值的形式显示的：针对每个客户，该记录显示了客户所在的州以及该客户在商店购物的次数。当该客户从商店购买更多物品时，列 times_purchased 会进行更新。 

现在，假设您希望统计一个报表，以了解各个州的购买频率，即，各个州有多少客户只购物一次、两次、三次等等。如果使用常规 SQL，您可以执行以下语句：

select state_code, times_purchased, count(1) cnt
from customers
group by state_code, times_purchased;

输出如下：

ST TIMES_PURCHASED        CNT
-- --------------- ----------
CT               0         90
CT               1        165
CT               2        179
CT               3        173
CT               4        173
CT               5        152
...  
                              
and so on ...
                            

这就是您所要的信息，但是看起来不太方便。使用交叉表报表可能可以更好地显示这些数据，这样，您可以垂直排列数据，水平排列各个州，就像电子表格一样：

Times_purchased
             CT           NY         NJ      ...  
                              
and so on ...

1             0            1          0      ...
2            23          119         37      ...
3            17           45          1      ...
...  
                              
and so on ... 
                            

在 Oracle 数据库 11 g  推出之前，您需要针对每个值通过 decode 函数进行以上操作，并将每个不同的值编写为一个单独的列。但是，该方法一点也不直观。 

庆幸的是，您现在可以使用一种很棒的新特性 PIVOT 通过一种新的操作符以交叉表格式显示任何查询，该操作符相应地称为 pivot。下面是查询的编写方式：

select * from (
   select times_purchased, state_code
   from customers t
)
pivot 
(
   count(state_code)
   for state_code in ('NY','CT','NJ','FL','MO')
)
order by times_purchased
/

输出如下：

. TIMES_PURCHASED       'NY'       'CT'       'NJ'       'FL'       'MO'
--------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
              0      16601         90          0          0          0
              1      33048        165          0          0          0
              2      33151        179          0          0          0
              3      32978        173          0          0          0
              4      33109        173          0          1          0
... and so on ...

这表明了  pivot  操作符的威力。state_codes 作为标题行而不是列显示。下面是传统的表格化格式的图示：

 
图 1 传统的表格化显示

在交叉表报表中，您希望将 Times Purchased 列的位置掉换到标题行，如图 2 所示。该列变为行，就好像该列逆时针旋转 90 度而变为标题行一样。该象征性的旋转需要有一个支点 (pivot point)，在本例中，该支点为 count(state_code) 表达式。

 
图 2 执行了 Pivot 操作的显示

该表达式需要采用以下查询语法：

...
pivot 
(
   count(state_code)
   for state_code in ('NY','CT','NJ','FL','MO')
)
...

第二行“for state_code ...”限制查询对象仅为这些值。该行是必需的，因此不幸的是，您需要预先知道可能的值。该限制在 XML 格式的查询将有所放宽，如本文后面部分所述。

注意输出中的标题行：

. TIMES_PURCHASED       'NY'       'CT'       'NJ'       'FL'       'MO'
  --------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------

列标题是来自表本身的数据：州代码。缩写可能已经相当清楚无需更多解释，但是假设您希望显示州名而非缩写（“Connecticut”而非“CT”），那又该如何呢？如果是这样，您需要在查询的 FOR 子句中进行一些调整，如下所示：

select * from (
   select times_purchased as "Puchase Frequency", state_code
   from customers t
)
pivot 
(
   count(state_code)
   for state_code in ('NY' as "New York",'CT' "Connecticut",
                  'NJ' "New Jersey",'FL' "Florida",'MO' as "Missouri")
)
order by 1
/

Puchase Frequency   New York Connecticut New Jersey    Florida   Missouri
----------------- ---------- ----------- ---------- ---------- ----------
                0      16601         90           0          0          0
                1      33048        165           0          0          0
                2      33151        179           0          0          0
                3      32978        173           0          0          0
                4      33109        173           0          1          0
...  
                              
and so on ...
                            

FOR 子句可以提供其中的值（这些值将成为列标题）的别名。

Unpivot

就像有物质就有反物质一样，有 pivot 就应该有“unpivot”，对吧？

好了，不开玩笑，但 pivot 的反向操作确实需要。假设您有一个显示交叉表报表的电子表格，如下所示：

Purchase Frequency	New York	Connecticut	New Jersey	Florida	Missouri
0	12	11	1	0	0
1	900	14	22	98	78
2	866	78	13	3	9
...	.

现在，您希望将这些数据加载到一个名为 CUSTOMERS 的关系表中： 

SQL> desc customers
 Name                                      Null?    Type
 ----------------------------------------- -------- ---------------------------
 CUST_ID                                            NUMBER(10)
 CUST_NAME                                          VARCHAR2(20)
 STATE_CODE                                         VARCHAR2(2)
 TIMES_PURCHASED                                    NUMBER(3)

必须将电子表格数据去规范化为关系格式，然后再进行存储。当然，您可以使用 DECODE 编写一个复杂的 SQL*:Loader 或 SQL 脚本，以将数据加载到 CUSTOMERS 表中。或者，您可以使用  pivot  的反向操作 UNPIVOT，将列打乱变为行，这在 Oracle 数据库 11 g  中可以实现。

通过一个示例对此进行演示可能更简单。让我们首先使用 pivot 操作创建一个交叉表：

  1  create table cust_matrix
  2  as
  3  select * from (
  4     select times_purchased as "Puchase Frequency", state_code
  5     from customers t
  6  )
  7  pivot
  8  (
  9     count(state_code)
 10     for state_code in ('NY' as "New York",'CT' "Conn",
'NJ' "New Jersey",'FL' "Florida",
'MO' as "Missouri")
 11  )
 12* order by 1

您可以查看数据在表中的存储方式：

SQL> select * from cust_matrix
  2  /

Puchase Frequency   New York       Conn New Jersey    Florida   Missouri
----------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
                1      33048        165          0          0          0
                2      33151        179          0          0          0
                3      32978        173          0          0          0
                4      33109        173          0          1          0
... and so on ...

这是数据在电子表格中的存储方式：每个州是表中的一个列（“New York”、“Conn”等等）。

SQL> desc cust_matrix
 Name                                      Null?    Type
 ----------------------------------------- -------- ---------------------------
 Puchase Frequency                                  NUMBER(3)
 New York                                           NUMBER
 Conn                                               NUMBER
 New Jersey                                         NUMBER
 Florida                                            NUMBER
 Missouri                                           NUMBER

您需要将该表打乱，使行仅显示州代码和该州的购物人数。通过  unpivot  操作可以达到此目的，如下所示：

select *
  from cust_matrix
unpivot
(
  state_counts
    for state_code in ("New York","Conn","New Jersey","Florida","Missouri")
)
order by "Puchase Frequency", state_code
/

输出如下：

Puchase Frequency STATE_CODE STATE_COUNTS
----------------- ---------- ------------
                1 Conn                165
                1 Florida               0
                1 Missouri              0
                1 New Jersey            0
                1 New York          33048
                2 Conn                179
                2 Florida               0
                2 Missouri              0
...  
                              
and so on ...
                            

注意每个列名如何变为 STATE_CODE 列中的一个值。Oracle 如何知道 state_code 是一个列名？它是通过查询中的子句知道的，如下所示：

for state_code in ("New York","Conn","New Jersey","Florida","Missouri")

这里，您指定“New York”、“Conn”等值是您要对其执行 unpivot 操作的 state_code 新列的值。我们来看看部分原始数据：

Puchase Frequency   New York       Conn New Jersey    Florida   Missouri
----------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
                1      33048        165          0          0          0

当列“纽约”突然变为一个行中的值时，您会怎样显示值 33048 呢？该值应该显示在哪一列下呢？上述查询中  unpivot  操作符内的 for 子句上面的子句对此进行了解答。您指定了 state_counts，它就是在生成的输出中创建的新列的名称。 

Unpivot 可以是 pivot 的反向操作，但不要以为前者可以对后者所进行的任何操作进行反向操作。例如，在上述示例中，您对 CUSTOMERS 表使用 pivot 操作创建了一个新表 CUST_MATRIX。然后，您对 CUST_MATRIX 表使用了 unpivot，但这并没有取回原始表 CUSTOMERS 的详细信息。相反，交叉表报表以便于您将数据加载到关系表中的不同方式显示。因此 unpivot 并不是为了取消pivot 所进行的操作。在使用 pivot 创建一个表然后删除原始表之前，您应该慎重考虑。

unpivot 的某些很有趣的用法超出了通常的强大数据操作功能范围（如上面的示例）。Amis Technologies 的 Oracle ACE 总监 Lucas Jellema 介绍了如何生成若干行特定数据用于测试。在此，我将对他的原始代码稍加修改，以显示英语字母表中的元音：

select value
from
(
    (
        select
            'a' v1,
            'e' v2,
            'i' v3,
            'o' v4,
            'u' v5
        from dual
    )
    unpivot
    (
        value
        for value_type in
            (v1,v2,v3,v4,v5)
    )
)
/

输出如下：

V
-
a
e
i
o
u

该模型可以扩展为包含任何类型的行生成器。感谢 Lucas 为我们提供了这一巧妙招术。

XML 类型

在上述示例中，注意您指定有效的 state_codes 的方式：

for state_code in ('NY','CT','NJ','FL','MO')

该要求假设您知道 state_code 列中显示的值。如果您不知道都有哪些值，您怎么构建查询呢？

pivot 操作中的另一个子句 XML 可用于解决此问题。该子句允许您以 XML 格式创建执行了 pivot 操作的输出，在此输出中，您可以指定一个特殊的子句 ANY 而非文字值。示例如下：

select * from (
   select times_purchased as "Purchase Frequency", state_code
   from customers t
)
                               
pivot xml
(
   count(state_code)
    
                              
for state_code in (any)
)
order by 1
/
                            

输出恢复为 CLOB 以确保 LONGSIZE 在查询运行之前设置为大值。

 

SQL> set long 99999

较之原始的  pivot  操作，该查询有两处明显不同（用粗体显示）。首先，您指定了一个子句 pivot xml 而不只是  pivot 。该子句生成 XML 格式的输出。其次，for 子句显示 for state_code in (any) 而非长列表的 state_code 值。该 XML 表示法允许您使用 ANY 关键字，您不必输入 state_code 值。输出如下： 

Purchase Frequency STATE_CODE_XML
------------------ --------------------------------------------------
                 1 CT165NY33048

                 2 CT179NY33151
 
... and so on ...

如您所见，列 STATE_CODE_XML 是 XMLTYPE，其中根元素是 。每个值以名称-值元素对的形式表示。您可以使用任何 XML 分析器中的输出生成更有用的输出。

除了 ANY 子句外，您还可以编写一个子查询。假设您有一个优先州列表并希望仅选择这些州的行。您将优先州放在一个名为 preferred_states 的新表中：

SQL> create table preferred_states
  2  (
  3     state_code varchar2(2)
  4  )
  5  /
 
Table created.
 
SQL> insert into preferred_states values ('FL')
  2> /
 
1 row created.
 
SQL> commit;
 
Commit complete.

现在  pivot  操作如下所示：

select * from (
   select times_purchased as "Puchase Frequency", state_code
   from customers t
)
pivot xml
(
   count(state_code)
   for state_code in (select state_code from preferred_states)
)
order by 1
/

for 子句中的子查询可以是您需要的任何内容。例如，如果希望选择所有记录而不限于任何优先州，您可以使用以下内容作为 for 子句：

for state_code in (select distinct state_code from customers)

子查询必须返回不同的值，否则查询将失败。这就是我们指定上述 DISTINCT 子句的原因。

结论

Pivot 为 SQL 语言增添了一个非常重要且实用的功能。您可以使用 pivot 函数针对任何关系表创建一个交叉表报表，而不必编写包含大量 decode 函数的令人费解的、不直观的代码。同样，您可以使用 unpivot 操作转换任何交叉表报表，以常规关系表的形式对其进行存储。Pivot 可以生成常规文本或 XML 格式的输出。如果是 XML 格式的输出，您不必指定 pivot 操作需要搜索的值域。