一、窗口函数介绍
1 窗口函数语法
- 专用窗口函数,比如rank,dense_rank,row_number等
- 聚合函数,如sum,avg,count,max,min等
2 窗口函数功能
- 不减少原表的行数,所以经常用来在每组内排名
- 同时具有分组(partition by)和排序(order by)的功能
3 窗口函数使用场景
业务需求“在每组内排名”,比如:
- 排名问题:每个部门按业绩来排名
- topN问题:找出每个部门排名前N的员工进行奖励
4 注意事项
- 窗口函数原则上只能写在select子句中
- partition by 子句可以省略,省略就是不指定分组,但是这就失去了窗口函数的功能,所以一般不要这么使用
5 group by、order by 子句与窗口函数的区别
group by 分组汇总后改变了表的行数,一行只有一个类别,而partition by和rank函数不会减少原表中的行数
二、标准聚合函数
标准的聚合函数有avg、count、sum、max和min,接下来分别介绍这些聚合函数的窗口函数形式。
1 移动平均窗口函数
移动平均值的定义:若依次得到测定值(x1,x2,x3,...,xn)时,按顺序取一定个数所做的全部算数平均值。例如(x1+x2+x3)/3,(x2+x3+x4)/3,(x3+x4+x5)/3,...就是移动平均值。其中,x可以是日或者月,以上的可以成为3日移动平均,或3月移动平均,常用于股票分析中
例子

2 计数(count)窗口函数
窗口函数count(*) over()对于查询返回的每一行,它返回了表中所有行的计数
例子1
查询出成绩在90分以上的人数
例子2
按照课程号进行分组,找出成绩大于等于80分的学生人数

吐槽:这两个例子举得不是很好,如果只是为了看学生人数,用group by 能更明了地看,应该说找出大于等于80分的学生人数及其相关信息。
3 累计求和(sum)窗口函数

例子 1
根据学号排序,对学生的成绩进行累计求和

例子 2
按照课程号分组,然后根据学号对成绩进行累计求和

注:一定要选择根据学号排序,要不然的出来的是最终的累计求和结果,如下图:

4 最大(max)、最小值(min)窗口函数
例子 1
求成绩的累计最大值和累计最小值

例子2
按照课程号进行分组,再求最大、最小值

例子3
根据学生号和课程号求成绩的累积最小值

例子 4
统计2019年10月1日-10月10日每天做新题的人的数量,重点在每天。
- 这个题的重点是在每天,所以需要求出count(时间) = 10的用户ID;
- 这个题可以使用min() over()窗口函数,先根据每个做题者和试卷号,找出每个做题者的最小日期,这里和前面(3)的解题思路是一样的
- 如果每天都做题,那么得到的日期是不一样的,所以count(时间)会等于10
- 再对这部分的用户ID进行求和,就可以找出每天都做新题的人了。

三、排序窗口函数
row_number()、rank()、dense_rank(),这三个函数的作用都是返回相应规则的排序序号。
1 row_number()
为查询出来的每一行记录都会生成一个序号,依次排序且不会重复。1,2,3,4
2 rank()
使用rank函数来生成序号,over子句中排序字段值相同的序号是一样的,后面字段值不相同的序号将跳过相同的排名排下一个,rank函数生成的序号有可能是不连续的,即排名可能为1,1,3,是跳跃式排名,有两个第一名时接下来就是第三名。1,1,1,4
3 dense_rank()
dense_rank函数在生成序号时是连续的,当出现相同排名时,将不跳过相同排名号,有两个第一名时仍跟着第二名,即排名为1,1,2这种。1,1,1,2.

注:在上述的三个排序专用窗口函数中,函数后面的括号不需要任何参数,保持()空着就可以。
四、分组排序窗口函数
可以按照销售额的高低、点击次数的高低,以及成绩的高低为对用户和学生进行分组,这里的考点是:取销售额最高的25%的用户(将用户分成4组,取出第一组)、取成绩高的前10%的学生(将学生分成10组,取出第一组)等等。
- ntile(n),用于将分组数据按照顺序切分成n片,返回当前切片值
- ntile不支持rows between 的用法
- 切片如果不均匀,默认增加第一个切片的分布
例子 1
取出成绩前25%的学生信息
- 第一步:按照成绩的高低,将学生按照成绩进行切片

- 第二步:按照rank筛选出第一组,则得到最终的结果如下:

五、偏移分析窗口函数
- lag() over()和lead() over()窗口函数,lag和lead分析函数可以在同一次查询中取出同一个字段的前N行数据(lag)和后N行(lead)作为独立的列。
- 在实际应用当中,若要用到取今天和昨天的某字段的差值时,lag和lead函数的应用就显得尤为重要了
- 适用场景:获取用户在某个页面停留的起始与结束时间
- 注意:LEAD()和LAG()函数始终与OVER()一起使用。缺少over子句将引发错误。
例子 1
向前推1个日期

例子 2
向后推1个日期

例子 3
统计每天符合以下条件的用户数:A操作之后是B操作,AB操作必须相邻。
用户行为表racking_log(user_id,operate_id,log_time)
- 先根据用户ID和日期,用LEAD()窗口函数向后获取下一步的步骤
- AB必须相邻,则表明当前的步骤为A,而下一个步骤为B,即A向下移的步骤是B;
- “每天”,根据日期进行分组

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