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MySQL 教程

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MySQL 窗口函数


简介:在本教程中,您将了解MySQL窗口函数及其在解决分析查询挑战中的有用应用。

从版本8.0开始,MySQL支持窗口函数。窗口函数允许您以新的,更简单的方式解决查询问题,并具有更好的性能。

假设我们有一个sales表,按员工和财政年度存储销售额,如下所示:

CREATE TABLE sales(
    sales_employee VARCHAR(50) NOT NULL,
    fiscal_year INT NOT NULL,
    sale DECIMAL(14,2) NOT NULL,
    PRIMARY KEY(sales_employee,fiscal_year)
);
 
INSERT INTO sales(sales_employee,fiscal_year,sale)
VALUES('Bob',2016,100),
      ('Bob',2017,150),
      ('Bob',2018,200),
      ('Alice',2016,150),
      ('Alice',2017,100),
      ('Alice',2018,200),
       ('John',2016,200),
      ('John',2017,150),
      ('John',2018,250);
 
SELECT 
    * 
FROM 
    sales;
+----------------+-------------+--------+
| sales_employee | fiscal_year | sale   |
+----------------+-------------+--------+
| Alice          |        2016 | 150.00 |
| Alice          |        2017 | 100.00 |
| Alice          |        2018 | 200.00 |
| Bob            |        2016 | 100.00 |
| Bob            |        2017 | 150.00 |
| Bob            |        2018 | 200.00 |
| John           |        2016 | 200.00 |
| John           |        2017 | 150.00 |
| John           |        2018 | 250.00 |
+----------------+-------------+--------+
9 rows in set (0.01 sec)

理解窗口函数可能更容易从聚合函数开始。

聚合函数将来自多行的数据汇总到单个结果行中。例如,以下SUM()函数返回记录年份中所有员工的总销售额:

SELECT 
    SUM(sale)
FROM
    sales;
+-----------+
| SUM(sale) |
+-----------+
|   1500.00 |
+-----------+
1 row in set (0.01 sec)

GROUP BY子句允许您将聚合函数应用于行的子集。例如,您可能希望按会计年度计算总销售额:

SELECT 
    fiscal_year, 
    SUM(sale)
FROM
    sales
GROUP BY 
    fiscal_year;
+-------------+-----------+
| fiscal_year | SUM(sale) |
+-------------+-----------+
|        2016 |    450.00 |
|        2017 |    400.00 |
|        2018 |    650.00 |
+-------------+-----------+
3 rows in set (0.01 sec)

在这两个示例中,聚合函数都会减少查询返回的行数。

与带有GROUP BY子句的聚合函数一样,窗口函数也对行的子集进行操作,但它们不会减少查询返回的行数。

例如,以下查询返回每个员工的销售额,以及按会计年度计算的员工总销售额:

SELECT 
    fiscal_year, 
    sales_employee,
    sale,
    SUM(sale) OVER (PARTITION BY fiscal_year) total_sales
FROM
    sales;
+-------------+----------------+--------+-------------+
| fiscal_year | sales_employee | sale   | total_sales |
+-------------+----------------+--------+-------------+
|        2016 | Alice          | 150.00 |      450.00 |
|        2016 | Bob            | 100.00 |      450.00 |
|        2016 | John           | 200.00 |      450.00 |
|        2017 | Alice          | 100.00 |      400.00 |
|        2017 | Bob            | 150.00 |      400.00 |
|        2017 | John           | 150.00 |      400.00 |
|        2018 | Alice          | 200.00 |      650.00 |
|        2018 | Bob            | 200.00 |      650.00 |
|        2018 | John           | 250.00 |      650.00 |
+-------------+----------------+--------+-------------+
9 rows in set (0.02 sec)

在此示例中,SUM()函数用作窗口函数,函数对由OVER子句内容定义的一组行进行操作。SUM()应用函数的一组行称为窗口。

SUM()窗口函数由财政年度像它与查询报告不仅总销量GROUP BY子句,而且结果中的每一行中,而不是行的总数返回。

需要注意的是窗函数的结果集毕竟进行JOINWHEREGROUP BY,以及HAVING子句和前ORDER BYLIMITSELECT DISTINCT


窗口函数语法

调用窗口函数的一般语法如下:

window_function_name(expression) 
    OVER (
        [partition_defintion]
        [order_definition]
        [frame_definition]
    )

在这个语法中:

  • 首先,指定窗口函数名称,后跟表达式。
  • 其次,指定OVER具有三个可能元素的子句:分区定义,顺序定义和帧定义。

OVER子句后面的开括号和右括号是强制性的,即使没有表达式,例如:

window_function_name(expression) OVER()

partition_clause 句法

partition_clause行分成块或分区。两个分区由分区边界分隔。

窗口函数在分区内执行,并在跨越分区边界时重新初始化。

partition_clause语法如下所示:

PARTITION BY <expression>[{,<expression>...}]

您可以在PARTITION BY子句中指定一个或多个表达式。多个表达式用逗号分隔。

order_by_clause 句法

order_by_clause语法如下:

ORDER BY <expression> [ASC|DESC], [{,<expression>...}]

ORDER BY子句指定行在分区中的排序方式。可以在多个键上的分区内对数据进行排序,每个键由表达式指定。多个表达式也用逗号分隔。

PARTITION BY子句类似ORDER BY,所有窗口函数也支持子句。但是,仅对ORDER BY顺序敏感的窗口函数使用子句才有意义。

frame_clause 句法

帧是当前分区的子集。要定义子集,请使用frame子句,如下所示:

frame_unit {<frame_start>|<frame_between>}

相对于当前行定义帧,这允许帧根据其分区内当前行的位置在分区内移动。

帧单位指定当前行和帧行之间的关系类型。它可以是ROWSRANGE。当前行和帧行的偏移量是行号,如果帧单位是ROWS行值,则行值是帧单位RANGE

所述frame_startframe_between定义帧边界。

frame_start包含下列之一:

  • UNBOUNDED PRECEDING:frame从分区的第一行开始。
  • N PRECEDING:第一个当前行之前的物理N行。N可以是文字数字或计算结果的表达式。
  • CURRENT ROW:当前计算的行

frame_between如下:

BETWEEN frame_boundary_1 AND frame_boundary_2

frame_boundary_1frame_boundary_2可各自含有下列之一:

  • frame_start:如前所述。
  • UNBOUNDED FOLLOWING:框架结束于分区的最后一行。
  • N FOLLOWING:当前行之后的物理N行。

如果未frame_definitionOVER子句中指定,则MySQL默认使用以下帧:

RANGE BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT ROW

MySQL窗口函数列表

下表显示了MySQL中的窗口函数:

名称 描述
CUME_DIST 计算一组值中值的累积分布。
DENSE_RANK 根据ORDER BY子句为其分区中的每一行分配一个排名。 它为具有相同值的行分配相同的排名。 如果两行或更多行具有相同的等级,则排序值序列中将没有间隙。
FIRST_VALUE 返回指定表达式相对于窗口框架中第一行的值。
LAG 返回分区中当前行之前的第N行的值。 如果不存在前一行,则返回NULL。
LAST_VALUE 返回指定表达式相对于窗口框架中最后一行的值。
LEAD 返回分区中当前行之后的第N行的值。 如果不存在后续行,则返回NULL。
NTH_VALUE 返回窗口框架第N行的参数值
NTILE 将每个窗口分区的行分配到指定数量的已排名组中。
PERCENT_RANK 计算分区或结果集中行的百分位数
RANK 与DENSE_RANK()函数类似,只是当两行或更多行具有相同的排名时,排序值序列中存在间隙。
ROW_NUMBER 为其分区中的每一行分配一个连续整数

在本教程中,您已经了解了MySQL窗口函数及其语法。在下一个教程中,您将更详细地了解有关每个窗口函数及其应用程序的更多信息。