MySQL8开始支持窗口函数。在之前的版本中已存在的大部分聚合函数在MySQL8中也可以作为窗口函数来使用。
使用前后对比
假设我现在有这样一个数据表,它显示了某购物网站在每个城市每个区的销售额:
1 | CREATE TABLE sales( |
查询
1 | mysql> SELECT * FROM sales; |
需求:现在计算这个网站在每个城市的销售总额、在全国的销售总额、每个区的销售额占所在城市销售额中的比率,以及占总销售额中的比率。
如果用分组和聚合函数,就需要分好几步来计算。
第一步,计算总销售金额,并存入临时表 a:
1 | CREATE TEMPORARY TABLE a -- 创建临时表 |
查看一下临时表 a :
1 | mysql> SELECT * FROM a; |
第二步,计算每个城市的销售总额并存入临时表 b:
1 | CREATE TEMPORARY TABLE b -- 创建临时表 |
查看临时表 b :
1 | mysql> SELECT * FROM b; |
第三步,计算各区的销售占所在城市的总计金额的比例,和占全部销售总计金额的比例。我们可以通过下面的连接查询获得需要的结果:
1 | mysql> SELECT s.city AS 城市,s.county AS 区,s.sales_value AS 区销售额, |
结果显示:市销售金额、市销售占比、总销售金额、总销售占比都计算出来了。
同样的查询,如果用窗口函数,就简单多了。我们可以用下面的代码来实现:
1 | mysql> SELECT city AS 城市,county AS 区,sales_value AS 区销售额, |
使用窗口函数,只用了一步就完成了查询。而且,由于没有用到临时表,执行的效率也更高了。
很显然,在这种需要用到分组统计的结果对每一条记录进行计算的场景下,使用窗口函数更好。
分类
MySQL从8.0版本开始支持窗口函数。窗口函数的作用类似于在查询中对数据进行分组,不同的是,分组操作会把分组的结果聚合成一条记录,而窗口函数是将结果置于每一条数据记录中。
窗口函数总体上可以分为序号函数、分布函数、前后函数、首尾函数和其他函数
聚合类的窗口函数
- sum() over()
- count/avg/max/min
语法结构
窗口函数的语法结构是:
1 | 函数 OVER([PARTITION BY 字段名 ORDER BY 字段名 ASC|DESC]) |
或者是:
1 | 函数 OVER 窗口名 … WINDOW 窗口名 AS ([PARTITION BY 字段名 ORDER BY 字段名 ASC|DESC]) |
OVER 关键字指定函数窗口的范围。
- 如果省略后面括号中的内容,则窗口会包含满足WHERE条件的所有记录,窗口函数会基于所有满足WHERE条件的记录进行计算。
- 如果OVER关键字后面的括号不为空,则可以使用如下语法设置窗口。
窗口名:为窗口设置一个别名,用来标识窗口。
PARTITION BY子句:指定窗口函数按照哪些字段进行分组。分组后,窗口函数可以在每个分组中分别执行。
ORDER BY子句:指定窗口函数按照哪些字段进行排序。执行排序操作使窗口函数按照排序后的数据记录的顺序进行编号。
FRAME子句:为分区中的某个子集定义规则,可以用来作为滑动窗口使用。
1 | SELECT ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) AS row_num, id, category_id, category, NAME, price, stock |
窗口函数的特点是可以分组,而且可以在分组内排序。另外,窗口函数不会因为分组而减少原表中的行数,这对我们在原表数据的基础上进行统计和排序非常有用。
具体使用
创建表:
1 | CREATE TABLE goods( |
添加数据
1 | INSERT INTO goods(category_id,category,NAME,price,stock,upper_time) |
序号函数⭐
ROW_NUMBER()
ROW_NUMBER()函数能够对数据中的序号进行顺序显示。
举例:查询 goods 数据表中每个商品分类下价格降序排列的各个商品信息。
1 | mysql> SELECT ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) AS row_num, |
举例:查询 goods 数据表中每个商品分类下价格最高的3种商品信息。
1 | mysql> SELECT * |
在名称为“女装/女士精品”的商品类别中,有两款商品的价格为89.90元,分别是卫衣和牛仔裤。两款商品的序号都应该为2,而不是一个为2,另一个为3。此时,可以使用RANK()函数和DENSE_RANK()函数解决。
RANK()
使用RANK()函数能够对序号进行并列排序,并且会跳过重复的序号,比如序号为1、1、3。
举例:使用RANK()函数获取 goods 数据表中各类别的价格从高到低排序的各商品信息
1 | mysql> SELECT RANK() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) AS row_num, |
举例:使用RANK()函数获取 goods 数据表中类别为“女装/女士精品”的价格最高的4款商品信息。
1 | mysql> SELECT * |
可以看到,使用RANK()函数得出的序号为1、2、2、4,相同价格的商品序号相同,后面的商品序号是不连续的,跳过了重复的序号。
DENSE_RANK()
DENSE_RANK()函数对序号进行并列排序,并且不会跳过重复的序号,比如序号为1、1、2。
举例:使用DENSE_RANK()函数获取 goods 数据表中各类别的价格从高到低排序的各商品信息。
1 | mysql> SELECT DENSE_RANK() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) AS row_num, |
举例:使用DENSE_RANK()函数获取 goods 数据表中类别为“女装/女士精品”的价格最高的4款商品信息。
1 | mysql> SELECT * |
可以看到,使用DENSE_RANK()函数得出的行号为1、2、2、3,相同价格的商品序号相同,后面的商品序号是连续的,并且没有跳过重复的序号。
分布函数
PERCENT_RANK()
PERCENT_RANK()函数是等级值百分比函数。按照如下方式进行计算。
(rank - 1) / (rows - 1)
其中,rank的值为使用RANK()函数产生的序号,rows的值为当前窗口的总记录数。
举例:计算 goods 数据表中名称为“女装/女士精品”的类别下的商品的PERCENT_RANK值。
1 | #写法一: |
CUME_DIST()
CUME_DIST()函数主要用于查询小于或等于某个值的比例。
举例:查询goods数据表中小于或等于当前价格的比例。
1 | mysql> SELECT CUME_DIST() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price ASC) AS cd, |
前后函数⭐
LAG(expr,n)
LAG(expr,n)函数返回当前行的前n行的expr的值。
举例:查询goods数据表中前一个商品价格与当前商品价格的差值。
1 | mysql> SELECT id, category, NAME, price, pre_price, price - pre_price AS diff_price |
LEAD(expr,n)
LEAD(expr,n)函数返回当前行的后n行的expr的值。
举例:查询goods数据表中后一个商品价格与当前商品价格的差值。
1 | mysql> SELECT id, category, NAME, behind_price, price,behind_price - price AS diff_price |
首尾函数
FIRST_VALUE(expr)函数
FIRST_VALUE(expr)函数返回第一个expr的值。
举例:按照价格排序,查询第1个商品的价格信息。
1 | mysql> SELECT id, category, NAME, price, stock,FIRST_VALUE(price) OVER w AS first_price |
LAST_VALUE(expr)函数
LAST_VALUE(expr)函数返回最后一个expr的值。
举例:按照价格排序,查询最后一个商品的价格信息。
其他函数
NTH_VALUE(expr,n)函数
NTH_VALUE(expr,n)函数返回第n个expr的值。
举例:查询goods数据表中排名第2和第3的价格信息。
1 | mysql> SELECT id, category, NAME, price,NTH_VALUE(price,2) OVER w AS second_price, |
NTILE(n)函数
NTILE(n)函数将分区中的有序数据分为n个桶,记录桶编号。
举例:将goods表中的商品按照价格分为3组。
1 | mysql> SELECT NTILE(3) OVER w AS nt,id, category, NAME, price |
聚合函数⭐
- 用途:在窗口中每条记录动态应用聚合函数(sum/avg/max/min/count),可以动态计算在指定的窗口内的各种聚合函数值。
- 应用场景举例:每个用户按照订单id,截止到当前的累计订单金额/平均订单金额/最大订单金额/最小订单金额/订单数是多少?
除了这几个常用的聚合函数,还有一些也可以使用,比如BIT_AND()、STD()等等,具体查看官方文档。