深入解析MySQL的窗口函數(shù)
對一個成熟的數(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。

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。
動態(tài)窗口:不同的記錄對應著不同的窗口,這種動態(tài)變化的窗口叫滑動窗口。
二、語法格式
函數(shù)名(字段名) over(子句)
over()括號內(nèi)若不寫,則意味著窗口函數(shù)基于滿足where條件的所有行進行計算。
若括號內(nèi)不為空,則支持以下語法來設置窗口。
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order by后面沒有rows between時,窗口規(guī)范默認是取本行和之前所有的行 # 當order by和rows between都沒有時,窗口規(guī)范默認是分組下所有行(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手練習。 先創(chuàng)建user_trade表:
-- 現(xiàn)有2018~2020某電商平臺訂單信息表user_trade create table user_trade ( user_name varchar(20) COMMENT '用戶名', piece int COMMENT '購買數(shù)量', price double COMMENT '價格', 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)隨機展示10條如下:
- 累計求和:sum()over()
-- 需求1: 查詢出2019年每月的支付總額和當年累積支付總額
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 ;
需求1運行結(jié)果(部分)

需求2運行結(jié)果(部分)
- 移動平均:avg() over()
-- 需求3: 查詢出2019年每個月的近三月移動平均支付金額 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 ;

需求3運行結(jié)果(部分)
- 最大/最小值:max()/min() over()
-- 需求4: 查詢出每四個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 ;

需求4運行結(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 ;

需求5運行結(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序號,依次排序且不會重復。 12345…
rank:跳躍排序,生成的序號有可能不連續(xù)。11345…
dense_rank:在生成序號時是連續(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);

需求6運行結(jié)果(部分)

需求7運行結(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:默認值。當向上偏移了offset行已經(jīng)超出了表的范圍時,lag()函數(shù)將defval這個參數(shù)值作為函數(shù)的返回值,若沒有指定默認值,則返回NULL。
-- 需求8: 查詢出King和West的時間偏移(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,那么默認就是1,找不到的話,此處也沒有給默認值,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');
需求8運行結(jié)果
- lead() over()向下偏移
用法同lag()over()函數(shù)。
補充練習:
-- 需求9: 查詢出支付時間間隔超過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運行結(jié)果為180 -- 需求10: 查詢出每年支付時間間隔最長的用戶 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;

需求10運行結(jié)果
窗口函數(shù)在數(shù)據(jù)分析師的工作中應用非常廣,如果不會窗口函數(shù),很可能同樣的需求用普通表關聯(lián)寫需要關聯(lián)很多張表,導致性能不好,查詢速度非常慢。
到此這篇關于深入解析MySQL的窗口函數(shù)的文章就介紹到這了,更多相關MySQL窗口函數(shù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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