SQL学习|05 窗口函数

一、窗口函数

1.1窗口函数概念及基本的使用方法

常规的SELECT语句都是对整张表进行查询，而窗口函数可以让我们有选择的去某一部分数据进行汇总、计算和排序。
窗口函数的通用形式：

<窗口函数> OVER ([PARTITION BY <列名>]
                     ORDER BY <排序用列名>)  

窗口函数最关键的是搞明白关键字PARTITON BY*和ORDER BY******的作用。

• PARTITON BY是用来分组，即选择要看哪个窗口，类似于GROUP BY 子句的分组功能，但是PARTITION BY 子句并不具备GROUP BY 子句的汇总功能，并不会改变原始表中记录的行数。
• ORDER BY是用来排序，即决定窗口内，是按那种规则(字段)来排序的。

SELECT product_name
       ,product_type
       ,sale_price
       ,RANK() OVER (PARTITION BY product_type
                         ORDER BY sale_price) AS ranking
  FROM product 

image.png

二、窗口函数种类

大致来说，窗口函数可以分为两类。

• 一类是将SUM、MAX、MIN等聚合函数用在窗口函数中
• 其二是 RANK、DENSE_RANK等排序用的专用窗口函数

2.1专用窗口函数

1. RANK函数（英式排序）
   计算排序时，如果存在相同位次的记录，则会跳过之后的位次。
2. DENSE_RANK函数（中式排序）
   同样是计算排序，即使存在相同位次的记录，也不会跳过之后的位次。
3. ROW_NUMBER函数
   赋予唯一的连续位次。

SELECT  product_name
       ,product_type
       ,sale_price
       ,RANK() OVER (ORDER BY sale_price) AS ranking
       ,DENSE_RANK() OVER (ORDER BY sale_price) AS dense_ranking
       ,ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY sale_price) AS row_num
  FROM product

image.png

2.2聚合函数在窗口函数上的使用

聚合函数在窗口函数中的使用方法和之前的专用窗口函数一样，只是出来的结果是一个累计的聚合函数值。

SELECT  product_id
       ,product_name
       ,sale_price
       ,SUM(sale_price) OVER (ORDER BY product_id) AS current_sum
       ,AVG(sale_price) OVER (ORDER BY product_id) AS current_avg  
  FROM product;  

image.png

三、窗口函数的的应用 - 计算移动平均

语法：

<窗口函数> OVER (ORDER BY <排序用列名>
                 ROWS n PRECEDING )  
                 
<窗口函数> OVER (ORDER BY <排序用列名>
                 ROWS BETWEEN n PRECEDING AND n FOLLOWING)

• PRECEDING（“之前”）， 将框架指定为 “截止到之前 n 行”，加上自身行
• FOLLOWING（“之后”）， 将框架指定为 “截止到之后 n 行”，加上自身行
• BETWEEN 1 PRECEDING AND 1 FOLLOWING，将框架指定为 “之前1行” + “之后1行” + “自身”

SELECT  product_id
       ,product_name
       ,sale_price
       ,AVG(sale_price) OVER (ORDER BY product_id
                               ROWS 2 PRECEDING) AS moving_avg
       ,AVG(sale_price) OVER (ORDER BY product_id
                               ROWS BETWEEN 1 PRECEDING 
                                        AND 1 FOLLOWING) AS moving_avg  
  FROM product  

image.png

3.1窗口函数适用范围和注意事项

• 原则上，窗口函数只能在SELECT子句中使用。
• 窗口函数OVER 中的ORDER BY 子句并不会影响最终结果的排序。其只是用来决定窗口函数按何种顺序计算。

四、GROUPING运算符

4.1ROLLUP - 计算合计及小计

SELECT  product_type
       ,regist_date
       ,SUM(sale_price) AS sum_price
  FROM product
 GROUP BY product_type, regist_date WITH ROLLUP  

image.png

练习题

1. 继续使用product表，计算出按照登记日期（regist_date）升序进行排列的各日期的销售单价（sale_price）的总额。排序是需要将登记日期为NULL 的“运动 T 恤”记录排在第 1 位（也就是将其看作比其他日期都早）

SELECT regist_date, product_name, sale_price,
 SUM(sale_price) OVER (ORDER BY COALESCE(regist_date, CAST('0001-01-01'
AS DATE))) AS current_sum_price
 FROM Product;

2. 窗口函数不指定PARTITION BY的效果是什么？
   窗⼝函数不指定 PARTITION BY 就是针对排序列进⾏全局排序。
3. 为什么说窗口函数只能在SELECT子句中使用？实际上，在ORDER BY 子句使用系统并不会报错。
   本质上是因为 SQL 语句的执⾏顺序。
   FROM → WHERE → GROUP BY → HAVING → SELECT → ORDER BY
   如果在 WHERE, GROUP BY, HAVING 使⽤了窗⼝函数，就是说提前进⾏了⼀次排序，排序之后再去除
   记录、汇总、汇总过滤，第⼀次排序结果就是错误的，没有实际意义。⽽ ORDER BY 语句执⾏顺序在
   SELECT 语句之后，⾃然是可以使⽤的。