一篇文章看懂SQL中的開窗函數

2022-08-31 14:04:25

OVER的定義

OVER用於為行定義一個視窗，它對一組值進行操作，不需要使用GROUP BY子句對資料進行分組，能夠在同一行中同時返回基礎行的列和聚合列。

OVER的語法

OVER ( [ PARTITION BY column ] [ ORDER BY culumn ] )

PARTITION BY 子句進行分組；

ORDER BY 子句進行排序。

視窗函數OVER()指定一組行，開窗函數計算從視窗函數輸出的結果集中各行的值。

開窗函數不需要使用GROUP BY就可以對資料進行分組，還可以同時返回基礎行的列和聚合列。

OVER的用法

OVER開窗函數必須與聚合函數或排序函數一起使用，聚合函數一般指SUM(),MAX(),MIN,COUNT(),AVG()等常見函數。排序函數一般指RANK(),ROW_NUMBER(),DENSE_RANK(),NTILE()等。

OVER在聚合函數中使用的範例

我們以SUM和COUNT函數作為範例來給大家演示。

--建立測試表和測試資料
CREATE TABLE Employee
(
ID INT  PRIMARY KEY,
Name VARCHAR(20),
GroupName VARCHAR(20),
Salary INT
)
INSERT INTO  Employee
VALUES(1,'小明','開發部',8000),
      (4,'小張','開發部',7600),
      (5,'小白','開發部',7000),
      (8,'小王','財務部',5000),
      (9, null,'財務部',NULL),
      (15,'小劉','財務部',6000),
      (16,'小高','行政部',4500),
      (18,'小王','行政部',4000),
      (23,'小李','行政部',4500),
      (29,'小吳','行政部',4700);

SUM後的開窗函數

SELECT *,
     SUM(Salary) OVER(PARTITION BY Groupname) 每個組的總工資,
     SUM(Salary) OVER(PARTITION BY groupname ORDER BY ID) 每個組的累計總工資,
     SUM(Salary) OVER(ORDER BY ID) 累計工資,
     SUM(Salary) OVER() 總工資
from Employee

(提示：可以左右滑動程式碼)

結果如下：

其中開窗函數的每個含義不同，我們來具體解讀一下：

SUM(Salary) OVER (PARTITION BY Groupname)

只對PARTITION BY後面的列Groupname進行分組，分組後求解Salary的和。

SUM(Salary) OVER (PARTITION BY Groupname ORDER BY ID)

對PARTITION BY後面的列Groupname進行分組，然後按ORDER BY 後的ID進行排序，然後在組內對Salary進行累加處理。

SUM(Salary) OVER (ORDER BY ID)

只對ORDER BY 後的ID內容進行排序，對排完序後的Salary進行累加處理。

SUM(Salary) OVER ()

對Salary進行彙總處理

COUNT後的開窗函數

SELECT *,
       COUNT(*) OVER(PARTITION BY Groupname ) 每個組的個數,
       COUNT(*) OVER(PARTITION BY Groupname ORDER BY ID) 每個組的累積個數,
       COUNT(*) OVER(ORDER BY ID) 累積個數 ,
       COUNT(*) OVER() 總個數
from Employee

返回的結果如下圖：

後面的每個開窗函數就不再一一解讀了，可以對照上面SUM後的開窗函數進行一一對照。

OVER在排序函數中使用的範例

我們對4個排序函數一一演示

--先建立測試表和測試資料
WITH t AS
(SELECT 1 StuID,'一班' ClassName,70 Score
UNION ALL
SELECT 2,'一班',85
UNION ALL
SELECT 3,'一班',85
UNION ALL
SELECT 4,'二班',80
UNION ALL
SELECT 5,'二班',74
UNION ALL
SELECT 6,'二班',80
)
SELECT * INTO Scores FROM t;
SELECT * FROM Scores

ROW_NUMBER()

定義：ROW_NUMBER()函數作用就是將SELECT查詢到的資料進行排序，每一條資料加一個序號，他不能用做於學生成績的排名，一般多用於分頁查詢，比如查詢前10個查詢10-100個學生。ROW_NUMBER()必須與ORDER BY一起使用，否則會報錯。

對學生成績排序

SELECT *,
ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY ClassName ORDER BY SCORE DESC) 班內排序,
ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY SCORE DESC) AS 總排序
FROM Scores;

結果如下：

這裡的PARTITION BY和ORDER BY的作用與我們在上面看到的聚合函數的作用一樣，都是用來進行分組和排序使用的。

此外ROW_NUMBER()函數還可以取指定順序的資料。

SELECT * FROM (
SELECT *, ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY SCORE DESC) AS 總排序
FROM Scores
) t WHERE t.總排序=2;

結果如下：

RANK()

定義：RANK()函數，顧名思義排名函數，可以對某一個欄位進行排名，這裡和ROW_NUMBER()有什麼不一樣呢？ROW_NUMBER()是排序，當存在相同成績的學生時，ROW_NUMBER()會依次進行排序，他們序號不相同，而Rank()則不一樣。如果出現相同的，他們的排名是一樣的。下面看例子:

範例

SELECT ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY SCORE DESC) AS [RANK],*
FROM Scores;
 
SELECT RANK() OVER (ORDER BY SCORE DESC) AS [RANK],*
FROM Scores;

結果：

其中上圖是ROW_NUMBER()的結果，下圖是RANK()的結果。當出現兩個學生成績相同是裡面出現變化。RANK()是1-1-3-3-5-6，而ROW_NUMBER()則還是1-2-3-4-5-6，這就是RANK()和ROW_NUMBER()的區別了。

DENSE_RANK()

定義：DENSE_RANK()函數也是排名函數，和RANK()功能相似，也是對欄位進行排名，那它和RANK()到底有什麼不同那？特別是對於有成績相同的情況，DENSE_RANK()排名是連續的，RANK()是跳躍的排名，一般情況下用的排名函數就是RANK() 我們看例子：

範例

SELECT 
RANK() OVER (ORDER BY SCORE DESC) AS [RANK],*
FROM Scores;
 
SELECT 
DENSE_RANK() OVER (ORDER BY SCORE DESC) AS [RANK],*
FROM Scores;

結果如下：

上面是RANK()的結果，下面是DENSE_RANK()的結果

NTILE()

定義：NTILE()函數是將有序分割區中的行分發到指定數目的組中，各個組有編號，編號從1開始，就像我們說的'分割區'一樣，分為幾個區，一個區會有多少個。

SELECT *,NTILE(1) OVER (ORDER BY SCORE DESC) AS 分割區後排序 FROM Scores;
SELECT *,NTILE(2) OVER (ORDER BY SCORE DESC) AS 分割區後排序 FROM Scores;
SELECT *,NTILE(3) OVER (ORDER BY SCORE DESC) AS 分割區後排序 FROM Scores;

結果如下：

就是將查詢出來的記錄根據NTILE函數裡的引數進行平分分割區。

總結

OVER開窗函數是我們工作中經常要使用到的，特別是在做資料分析計算的時候，經常要對資料進行分組排序。上面我們額外介紹了聚合函數和排序函數的與OVER結合的使用方法，此外還有很多與OVER一起使用的函數，比如LEAD函數，LAG函數，STRING_AGG函數等等都會使用到開窗函數OVER，其使用方法也要務必掌握。

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