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JOIN，WHERE，GROUP BY，以及HAVING子句和前ORDER BY，LIMIT和SELECT 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

将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。与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ROWS或RANGE。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_start和frame_between定义帧边界。将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_1和frame_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_definition在OVER子句中指定，则MySQL默认使用以下帧：

RANGE BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT ROW