SQL中的开窗函数(窗口函数)
窗口函数
- 简单理解，就是对查询的结果多出一列，这一列可以是聚合值，也可以是排序值。
- 开窗函数一般就是说的是over（）函数，其窗口是由一个 OVER 子句 定义的多行记录
- 开窗函数一般分为两类,聚合开窗函数和排序开窗函数。
简单来说，窗口函数有以下功能：
1）同时具有分组和排序的功能
2）不减少原表的行数
3）语法如下：
order by <用于排序的列名> [rows between ?? and ???])
<窗口函数>的位置，可以放以下两种函数：
1） 专用窗口函数，包括后面要讲到的rank, dense_rank, row_number等专用窗口函数。
2） 聚合函数，如sum(). avg(), count(), max(), min()等,rows between…and…
因为窗口函数是对where或者group by子句处理后的结果进行操作，所以窗口函数原则上只能写在select子句中。
3）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
1.1 排序窗口函数rank
select *,
rank() over (partition by 班级
order by 成绩 desc) as ranking
from 班级表;
我们来解释下这个sql语句里的select子句。rank是排序的函数。要求是“每个班级内按成绩排名”，这句话可以分为两部分：
1）每个班级内：按班级分组
partition by用来对表分组。在这个例子中，所以我们指定了按“班级”分组（partition by 班级）
2）按成绩排名
order by子句的功能是对分组后的结果进行排序，默认是按照升序（asc）排列。在本例中（order by 成绩 desc）是按成绩这一列排序，加了desc关键词表示降序排列。
通过下图，我们就可以理解partiition by（分组）和order by（在组内排序)的作用了。
group by分组汇总后改变了表的行数，一行只有一个类别。而partiition by和rank函数不会减少原表中的行数。
注意事项：
- partition子句可是省略，省略就是不指定分组，只是按成绩由高到低进行了排序。但是，这就失去了窗口函数的功能，所以一般不要这么使用。
- 窗口函数原则上只能写在select子句中
1.2 rank(), dense_rank(), row_number()区别
rank() over (order by 成绩 desc) as ranking,
dense_rank() over (order by 成绩 desc) as dese_rank,
row_number() over (order by 成绩 desc) as row_num
from 班级表
得到结果：
从上面的结果可以看出：
rank函数：这个例子中是5位，5位，5位，8位，也就是如果有并列名次的行，会占用下一名次的位置。比如正常排名是1，2，3，4，但是现在前3名是并列的名次，结果是：1，1，1，4。dense_rank函数：这个例子中是5位，5位，5位，6位，也就是如果有并列名次的行，不占用下一名次的位置。比如正常排名是1，2，3，4，但是现在前3名是并列的名次，结果是：1，1，1，2。row_number函数：这个例子中是5位，6位，7位，8位，也就是不考虑并列名次的情况。比如前3名是并列的名次，排名是正常的1，2，3，4。
1.3 排序截取数据lag(),lead(),ntile(),cume_dist()
LAG(col,n,default_val)：获取往前第n行数据，col是列名，n是往上的行数，当第n行为null的时候取default_valLEAD(col,n, default_val)：往后第n行数据，col是列名，n是往下的行数，当第n行为null的时候取default_valNTILE(n)：把有序分区中的行分发到指定数据的组中，各个组有编号，编号从1开始，对于每一行，NTILE返回此行所属的组的编号。cume_dist（），计算某个窗口或分区中某个值的累积分布。假定升序排序，则使用以下公式确定累积分布：
小于等于当前值x的行数 / 窗口或partition分区内的总行数。其中，x 等于 order by 子句中指定的列的当前行中的值。
1.4 聚合函数作为窗口函数
聚和窗口函数和上面提到的专用窗口函数用法完全相同，只需要把聚合函数写在窗口函数的位置即可，但是函数后面括号里面不能为空，需要指定聚合的列名。
我们来看一下窗口函数是聚合函数时，会出来什么结果：
sum(成绩) over (order by 学号) as current_sum,
avg(成绩) over (order by 学号) as current_avg,
count(成绩) over (order by 学号) as current_count,
max(成绩) over (order by 学号) as current_max,
min(成绩) over (order by 学号) as current_min
from 班级表
如上图，聚合函数sum在窗口函数中，是对自身记录、及位于自身记录以上的数据进行求和的结果。比如0004号，在使用sum窗口函数后的结果，是对0001，0002，0003，0004号的成绩求和，若是0005号，则结果是0001号~0005号成绩的求和，以此类推。
不仅是sum求和，平均、计数、最大最小值，也是同理，都是针对自身记录、以及自身记录之上的所有数据进行计算，
这样使用窗口函数有什么用呢？
聚合函数作为窗口函数，可以在每一行的数据里直观的看到，截止到本行数据，统计数据是多少（最大值、最小值等）。同时可以看出每一行数据，对整体统计数据的影响。
1.5 over(- – rows between and )
— 从起点到当前行数据聚合
between unbounded preceding and current row
— 往前2行到往后1行的数据聚合
between 2 preceding and 1 following
rows必须跟在Order by 子句之后，对排序的结果进行限制，使用固定的行数来限制分区中的数据行数量。
OVER()：指定分析函数工作的数据窗口大小，这个数据窗口大小可能会随着行的变而变化。CURRENT ROW：当前行n PRECEDING：往前n行数据n FOLLOWING：往后n行数据UNBOUNDED：起点，unbounded preceding 表示从表数据的起点， unbounded following表示到后面的终点
sum(score) over() as sum1,
sum(score) over(partition by subject) as sum2,
sum(score) over(partition by subject order by score) as sum3,
— 由起点到当前行的窗口聚合，和sum3一样
sum(score) over(partition by subject order by score rows between unbounded preceding and current row) as sum4,
— 当前行和前面一行的窗口聚合
sum(score) over(partition by subject order by score rows between 1 preceding and current row) as sum5,
— 当前行的前面一行和后面一行的窗口聚合
sum(score) over(partition by subject order by score rows between 1 preceding AND 1 following) as sum6,
— 当前和后面所有的行
sum(score) over(partition by subject order by score rows between current row and unbounded following) as sum7
from t_fraction;
+——-+———-+——–+——-+——-+——-+——-+——-+——-+——-+
| name | subject | score | sum1 | sum2 | sum3 | sum4 | sum5 | sum6 | sum7 |
+——-+———-+——–+——-+——-+——-+——-+——-+——-+——-+
| 孙悟空 | 数学 | 12 | 359 | 185 | 12 | 12 | 12 | 31 | 185 |
| 沙悟净 | 数学 | 19 | 359 | 185 | 31 | 31 | 31 | 104 | 173 |
| 猪八戒 | 数学 | 73 | 359 | 185 | 104 | 104 | 92 | 173 | 154 |
| 唐玄奘 | 数学 | 81 | 359 | 185 | 185 | 185 | 154 | 154 | 81 |
| 猪八戒 | 英语 | 11 | 359 | 80 | 11 | 11 | 11 | 26 | 80 |
| 孙悟空 | 英语 | 15 | 359 | 80 | 26 | 26 | 26 | 49 | 69 |
| 唐玄奘 | 英语 | 23 | 359 | 80 | 49 | 49 | 38 | 69 | 54 |
| 沙悟净 | 英语 | 31 | 359 | 80 | 80 | 80 | 54 | 54 | 31 |
| 孙悟空 | 语文 | 10 | 359 | 94 | 10 | 10 | 10 | 31 | 94 |
| 唐玄奘 | 语文 | 21 | 359 | 94 | 31 | 31 | 31 | 53 | 84 |
| 沙悟净 | 语文 | 22 | 359 | 94 | 53 | 53 | 43 | 84 | 63 |
| 猪八戒 | 语文 | 41 | 359 | 94 | 94 | 94 | 63 | 63 | 41 |
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以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。
