Mysql数据库基础第八章:窗口函数和公用表表达式(CTE)

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
云数据库 RDS MySQL,高可用系列 2核4GB
简介: # 1.窗口函数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。

Mysql数据库基础系列

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mysql数据库基础第二章:(四)常见函数
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mysql数据库基础第二章:(八)子查询经典案例
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mysql数据库基础第二章:(十)连接查询
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mysql数据库基础第四章:DDL(数据定义语言):库表的管理、数据类型与约束条件
mysql数据库基础第五章:(一)事务
mysql数据库基础第五章:(二)视图
mysql数据库基础第六章:变量、存储过程与函数
mysql数据库基础第七章:流程控制结构
mysql数据库基础第八章:窗口函数和公用表达式(CTE)


案例数据 提取码:2rd5

1.窗口函数

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。

首先从一个简单的案例来理解窗口函数。为了更好的理解窗口函数的变化,本章代码在命令行窗口执行。

首先创建一个数据表,代表某网购平台在每个城市每个地区的销售情况

mysql> CREATE TABLE sales(
    -> id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    -> city VARCHAR(15),
    -> county VARCHAR(15),
    -> sales_value DECIMAL
    -> );
INSERT INTO sales(city,county,sales_value)
VALUES
('北京','海淀',10.00),
('北京','朝阳',20.00),
('上海','黄埔',30.00),
('上海','长宁',10.00);


mysql> SELECT * FROM sales;

+----+------+--------+-------------+
| id | city | county | sales_value |
+----+------+--------+-------------+
|  1 | 北京 | 海淀   |          10 |
|  2 | 北京 | 朝阳   |          20 |
|  3 | 上海 | 黄埔   |          30 |
|  4 | 上海 | 长宁   |          10 |
+----+------+--------+-------------+
4 rows in set (0.01 sec)

下面,我们要查询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。
先用之前的分组和聚合函数
第一步,计算总销售额

CREATE TEMPORARY TABLE a #创建临时表
SELECT SUM(sales_value) AS sales_value #计算总计金额
FROM sales;
mysql> SELECT * FROM a;
+-------------+
| sales_value |
+-------------+
|          70 |
+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

第二步,计算每个城市的销售额

create temporary table b #创建临时表
select city, sum(sales_value) as sales_value #计算城市总销售额 
from sales
group by city;

mysql> select * from b;
+------+-------------+
| city | sales_value |
+------+-------------+
| 北京 |          30 |
| 上海 |          40 |
+------+-------------+
2 rows in set (0.00 sec)

第三步,计算比例

SELECT s.city AS 城市,s.county AS 区,s.sales_value AS 区销售额,
b.sales_value AS 市销售额,s.sales_value/b.sales_value AS 市比率,
a.sales_value AS 总销售额,s.sales_value/a.sales_value AS 总比率
FROM sales s
JOIN b ON (s.city=b.city) -- 连接市统计结果临时表
JOIN a -- 连接总计金额临时表
ORDER BY s.city,s.county;

+------+------+----------+----------+--------+----------+--------+
| 城市 | 区   | 区销售额 | 市销售额 | 市比率 | 总销售额 | 总比率 |
+------+------+----------+----------+--------+----------+--------+
| 上海 | 长宁 |       10 |       40 | 0.2500 |       70 | 0.1429 |
| 上海 | 黄埔 |       30 |       40 | 0.7500 |       70 | 0.4286 |
| 北京 | 朝阳 |       20 |       30 | 0.6667 |       70 | 0.2857 |
| 北京 | 海淀 |       10 |       30 | 0.3333 |       70 | 0.1429 |
+------+------+----------+----------+--------+----------+--------+
4 rows in set (0.00 sec)

上述是不使用窗口函数的情况下所需要的代码,下面使用窗口函数。

SELECT city AS 城市,county AS 区,sales_value AS 区销售额,
SUM(sales_value) OVER(PARTITION BY city) AS 市销售额, -- 计算市销售额
sales_value/SUM(sales_value) OVER(PARTITION BY city) AS 市比率,
SUM(sales_value) OVER() AS 总销售额, -- 计算总销售额
sales_value/SUM(sales_value) OVER() AS 总比率
FROM sales
ORDER BY city,county;

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。

1.1窗口函数分类

窗口函数可以分为 静态窗口函数 和 动态窗口函数 。静态窗口函数的窗口大小是固定的,不会因为记录的不同而不同;动态窗口函数的窗口大小会随着记录的不同而变化。MySQL官方网站窗口函数的网址为https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/window-function-descriptions.html#function_row-number
具体分类如下:在这里插入图片描述

1.2 窗口函数的语法结构

# 方式1
函数 over([parition by 字段 order by 字段 asc|desc])
# 方式2
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。

首先,创建新的数据集来进行讲解

CREATE TABLE goods(
id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
category_id INT,
category VARCHAR(15),
NAME VARCHAR(30),
price DECIMAL(10,2),
stock INT,
upper_time DATETIME
);

INSERT INTO goods(category_id,category,NAME,price,stock,upper_time)
VALUES
(1, '女装/女士精品', 'T恤', 39.90, 1000, '2020-11-10 00:00:00'),
(1, '女装/女士精品', '连衣裙', 79.90, 2500, '2020-11-10 00:00:00'),
(1, '女装/女士精品', '卫衣', 89.90, 1500, '2020-11-10 00:00:00'),
(1, '女装/女士精品', '牛仔裤', 89.90, 3500, '2020-11-10 00:00:00'),
(1, '女装/女士精品', '百褶裙', 29.90, 500, '2020-11-10 00:00:00'),
(1, '女装/女士精品', '呢绒外套', 399.90, 1200, '2020-11-10 00:00:00'),
(2, '户外运动', '自行车', 399.90, 1000, '2020-11-10 00:00:00'),
(2, '户外运动', '山地自行车', 1399.90, 2500, '2020-11-10 00:00:00'),
(2, '户外运动', '登山杖', 59.90, 1500, '2020-11-10 00:00:00'),
(2, '户外运动', '骑行装备', 399.90, 3500, '2020-11-10 00:00:00'),
(2, '户外运动', '运动外套', 799.90, 500, '2020-11-10 00:00:00'),
(2, '户外运动', '滑板', 499.90, 1200, '2020-11-10 00:00:00');
 select * from goods;
+----+-------------+---------------+------------+---------+-------+---------------------+
| id | category_id | category      | NAME       | price   | stock | upper_time          |
+----+-------------+---------------+------------+---------+-------+---------------------+
|  1 |           1 | 女装/女士精品 | T恤        |   39.90 |  1000 | 2020-11-10 00:00:00 |
|  2 |           1 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |   79.90 |  2500 | 2020-11-10 00:00:00 |
|  3 |           1 | 女装/女士精品 | 卫衣       |   89.90 |  1500 | 2020-11-10 00:00:00 |
|  4 |           1 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |   89.90 |  3500 | 2020-11-10 00:00:00 |
|  5 |           1 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |   29.90 |   500 | 2020-11-10 00:00:00 |
|  6 |           1 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |  399.90 |  1200 | 2020-11-10 00:00:00 |
|  7 |           2 | 户外运动      | 自行车     |  399.90 |  1000 | 2020-11-10 00:00:00 |
|  8 |           2 | 户外运动      | 山地自行车 | 1399.90 |  2500 | 2020-11-10 00:00:00 |
|  9 |           2 | 户外运动      | 登山杖     |   59.90 |  1500 | 2020-11-10 00:00:00 |
| 10 |           2 | 户外运动      | 骑行装备   |  399.90 |  3500 | 2020-11-10 00:00:00 |
| 11 |           2 | 户外运动      | 运动外套   |  799.90 |   500 | 2020-11-10 00:00:00 |
| 12 |           2 | 户外运动      | 滑板       |  499.90 |  1200 | 2020-11-10 00:00:00 |
+----+-------------+---------------+------------+---------+-------+---------------------+
12 rows in set (0.00 sec)

1.3 序号函数

1.3.1 row_number()函数

ROW_NUMBER()函数能够对数据中的序号进行顺序显示。但是相同的数据的排序不一致
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。

 SELECT ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) AS row_num,
    -> id, category_id, category, NAME, price, stock
    -> FROM goods;
mysql> SELECT ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) AS
    -> row_num,
    -> id, category_id, category, NAME, price, stock
    -> FROM goods;
+---------+----+-------------+---------------+------------+---------+-------+
| row_num | id | category_id | category      | NAME       | price   | stock |
+---------+----+-------------+---------------+------------+---------+-------+
|       1 |  6 |           1 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |  399.90 |  1200 |
|       2 |  3 |           1 | 女装/女士精品 | 卫衣       |   89.90 |  1500 |
|       3 |  4 |           1 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |   89.90 |  3500 |
|       4 |  2 |           1 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |   79.90 |  2500 |
|       5 |  1 |           1 | 女装/女士精品 | T恤        |   39.90 |  1000 |
|       6 |  5 |           1 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |   29.90 |   500 |
|       1 |  8 |           2 | 户外运动      | 山地自行车 | 1399.90 |  2500 |
|       2 | 11 |           2 | 户外运动      | 运动外套   |  799.90 |   500 |
|       3 | 12 |           2 | 户外运动      | 滑板       |  499.90 |  1200 |
|       4 |  7 |           2 | 户外运动      | 自行车     |  399.90 |  1000 |
|       5 | 10 |           2 | 户外运动      | 骑行装备   |  399.90 |  3500 |
|       6 |  9 |           2 | 户外运动      | 登山杖     |   59.90 |  1500 |
+---------+----+-------------+---------------+------------+---------+-------+
12 rows in set (0.00 sec)

可以看出对每个类型安装价格进行了排序,但是存在相同的价格但是他们的排序不一样,下面通过rank()函数和dense_rank()函数来解决这个问题

1.3.2 rank()函数

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。例如我们常见的排名系统: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。

mysql> SELECT RANK() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) AS row_num,
    -> id, category_id, category, NAME, price, stock
    ->  FROM goods;
+---------+----+-------------+---------------+------------+---------+-------+
| row_num | id | category_id | category      | NAME       | price   | stock |
+---------+----+-------------+---------------+------------+---------+-------+
|       1 |  6 |           1 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |  399.90 |  1200 |
|       2 |  3 |           1 | 女装/女士精品 | 卫衣       |   89.90 |  1500 |
|       2 |  4 |           1 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |   89.90 |  3500 |
|       4 |  2 |           1 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |   79.90 |  2500 |
|       5 |  1 |           1 | 女装/女士精品 | T恤        |   39.90 |  1000 |
|       6 |  5 |           1 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |   29.90 |   500 |
|       1 |  8 |           2 | 户外运动      | 山地自行车 | 1399.90 |  2500 |
|       2 | 11 |           2 | 户外运动      | 运动外套   |  799.90 |   500 |
|       3 | 12 |           2 | 户外运动      | 滑板       |  499.90 |  1200 |
|       4 |  7 |           2 | 户外运动      | 自行车     |  399.90 |  1000 |
|       4 | 10 |           2 | 户外运动      | 骑行装备   |  399.90 |  3500 |
|       6 |  9 |           2 | 户外运动      | 登山杖     |   59.90 |  1500 |
+---------+----+-------------+---------------+------------+---------+-------+
12 rows in set (0.00 sec)

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。
还记得在使用聚合函数时,我们可以用having对聚合函数的结果进行条件筛选
在使用窗口函数时,having语法不适用,我们可以使用一个子查询来对窗口函数的结果进行筛选。

mysql> SELECT * FROM(
    -> SELECT RANK() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) AS row_num,
    -> id, category_id, category, NAME, price, stock
    ->  FROM goods) t
    ->  WHERE category_id = 1
    ->  AND row_num <= 4;
+---------+----+-------------+---------------+----------+--------+-------+
| row_num | id | category_id | category      | NAME     | price  | stock |
+---------+----+-------------+---------------+----------+--------+-------+
|       1 |  6 |           1 | 女装/女士精品 | 呢绒外套 | 399.90 |  1200 |
|       2 |  3 |           1 | 女装/女士精品 | 卫衣     |  89.90 |  1500 |
|       2 |  4 |           1 | 女装/女士精品 | 牛仔裤   |  89.90 |  3500 |
|       4 |  2 |           1 | 女装/女士精品 | 连衣裙   |  79.90 |  2500 |
+---------+----+-------------+---------------+----------+--------+-------+
4 rows in set (0.00 sec)

可以看到排序的结果为1、2、2、4,下面我们用dense_rank()函数来看一下有什么区别。

1.3.3 dense_rank()函数

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。
同样我们查询 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。

mysql>  SELECT * FROM(
    -> SELECT dense_RANK() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) AS row_num,
    -> id, category_id, category, NAME, price, stock
    ->  FROM goods) t
    ->  WHERE category_id = 1
    ->  AND row_num <= 3;
+---------+----+-------------+---------------+----------+--------+-------+
| row_num | id | category_id | category      | NAME     | price  | stock |
+---------+----+-------------+---------------+----------+--------+-------+
|       1 |  6 |           1 | 女装/女士精品 | 呢绒外套 | 399.90 |  1200 |
|       2 |  3 |           1 | 女装/女士精品 | 卫衣     |  89.90 |  1500 |
|       2 |  4 |           1 | 女装/女士精品 | 牛仔裤   |  89.90 |  3500 |
|       3 |  2 |           1 | 女装/女士精品 | 连衣裙   |  79.90 |  2500 |
+---------+----+-------------+---------------+----------+--------+-------+
4 rows in set (0.00 sec)

看到排序结果为1、2、2、3

1.4 分布函数

1.4.1.percent_rank()函数

等级制百分比函数:(rank-1)/(rows-1)

  • rank是rank函数返回值,
  • rows是当前窗口总记录数

案例: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

mysql> SELECT rank() over(PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) ar,
    -> percent_rank() over (PARTITION BY category_id ORDER BY price DESC) pr,
    -> id, category_id, category, NAME,price,stock
    -> FROM goods
    -> WHERE category_id = 1;
+----+-----+----+-------------+---------------+----------+--------+-------+
| ar | pr  | id | category_id | category      | NAME     | price  | stock |
+----+-----+----+-------------+---------------+----------+--------+-------+
|  1 |   0 |  6 |           1 | 女装/女士精品 | 呢绒外套 | 399.90 |  1200 |
|  2 | 0.2 |  3 |           1 | 女装/女士精品 | 卫衣     |  89.90 |  1500 |
|  2 | 0.2 |  4 |           1 | 女装/女士精品 | 牛仔裤   |  89.90 |  3500 |
|  4 | 0.6 |  2 |           1 | 女装/女士精品 | 连衣裙   |  79.90 |  2500 |
|  5 | 0.8 |  1 |           1 | 女装/女士精品 | T恤      |  39.90 |  1000 |
|  6 |   1 |  5 |           1 | 女装/女士精品 | 百褶裙   |  29.90 |   500 |
+----+-----+----+-------------+---------------+----------+--------+-------+
6 rows in set (0.00 sec)

1.4.2.cume_dist()函数

CUME_DIST()函数主要用于查询小于或等于某个值的比例

mysql> SELECT CUME_DIST() OVER(PARTITION BY category_id ORDER BY price ASC) AS cd,
    -> id, category, NAME, price
    -> FROM goods;
+---------------------+----+---------------+------------+---------+
| cd                  | id | category      | NAME       | price   |
+---------------------+----+---------------+------------+---------+
| 0.16666666666666666 |  5 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |   29.90 |
|  0.3333333333333333 |  1 | 女装/女士精品 | T恤        |   39.90 |
|                 0.5 |  2 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |   79.90 |
|  0.8333333333333334 |  3 | 女装/女士精品 | 卫衣       |   89.90 |
|  0.8333333333333334 |  4 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |   89.90 |
|                   1 |  6 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |  399.90 |
| 0.16666666666666666 |  9 | 户外运动      | 登山杖     |   59.90 |
|                 0.5 |  7 | 户外运动      | 自行车     |  399.90 |
|                 0.5 | 10 | 户外运动      | 骑行装备   |  399.90 |
|  0.6666666666666666 | 12 | 户外运动      | 滑板       |  499.90 |
|  0.8333333333333334 | 11 | 户外运动      | 运动外套   |  799.90 |
|                   1 |  8 | 户外运动      | 山地自行车 | 1399.90 |
+---------------------+----+---------------+------------+---------+
12 rows in set (0.00 sec)

1.5前后函数

1.5.1 lag(expr,n)函数

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

mysql> SELECT id, category, NAME, price, pre_price, price - pre_price AS diff_price
    -> FROM (
    -> SELECT id, category, NAME, price,LAG(price,1) OVER w AS pre_price
    -> FROM goods
    -> WINDOW w AS (PARTITION BY category_id ORDER BY price)) t;
+----+---------------+------------+---------+-----------+------------+
| id | category      | NAME       | price   | pre_price | diff_price |
+----+---------------+------------+---------+-----------+------------+
|  5 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |   29.90 |      NULL |       NULL |
|  1 | 女装/女士精品 | T恤        |   39.90 |     29.90 |      10.00 |
|  2 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |   79.90 |     39.90 |      40.00 |
|  3 | 女装/女士精品 | 卫衣       |   89.90 |     79.90 |      10.00 |
|  4 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |   89.90 |     89.90 |       0.00 |
|  6 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |  399.90 |     89.90 |     310.00 |
|  9 | 户外运动      | 登山杖     |   59.90 |      NULL |       NULL |
|  7 | 户外运动      | 自行车     |  399.90 |     59.90 |     340.00 |
| 10 | 户外运动      | 骑行装备   |  399.90 |    399.90 |       0.00 |
| 12 | 户外运动      | 滑板       |  499.90 |    399.90 |     100.00 |
| 11 | 户外运动      | 运动外套   |  799.90 |    499.90 |     300.00 |
|  8 | 户外运动      | 山地自行车 | 1399.90 |    799.90 |     600.00 |
+----+---------------+------------+---------+-----------+------------+
12 rows in set (0.00 sec)

1.5.2.LEAD(expr,n)函数

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

mysql> SELECT id, category, NAME, behind_price, price,behind_price - price AS diff_price
    -> FROM(
    -> SELECT id, category, NAME, price,LEAD(price, 1) OVER w AS behind_price
    -> FROM goods WINDOW w AS (PARTITION BY category_id ORDER BY price)) t;
+----+---------------+------------+--------------+---------+------------+
| id | category      | NAME       | behind_price | price   | diff_price |
+----+---------------+------------+--------------+---------+------------+
|  5 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |        39.90 |   29.90 |      10.00 |
|  1 | 女装/女士精品 | T恤        |        79.90 |   39.90 |      40.00 |
|  2 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |        89.90 |   79.90 |      10.00 |
|  3 | 女装/女士精品 | 卫衣       |        89.90 |   89.90 |       0.00 |
|  4 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |       399.90 |   89.90 |     310.00 |
|  6 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |         NULL |  399.90 |       NULL |
|  9 | 户外运动      | 登山杖     |       399.90 |   59.90 |     340.00 |
|  7 | 户外运动      | 自行车     |       399.90 |  399.90 |       0.00 |
| 10 | 户外运动      | 骑行装备   |       499.90 |  399.90 |     100.00 |
| 12 | 户外运动      | 滑板       |       799.90 |  499.90 |     300.00 |
| 11 | 户外运动      | 运动外套   |      1399.90 |  799.90 |     600.00 |
|  8 | 户外运动      | 山地自行车 |         NULL | 1399.90 |       NULL |
+----+---------------+------------+--------------+---------+------------+
12 rows in set (0.00 sec)

1.6 其他函数

1.6.1 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。

mysql> SELECT id, category, NAME, price, stock,FIRST_VALUE(price) OVER w AS
    -> first_price
    -> FROM goods WINDOW w AS (PARTITION BY category_id ORDER BY price);
+----+---------------+------------+---------+-------+-------------+
| id | category      | NAME       | price   | stock | first_price |
+----+---------------+------------+---------+-------+-------------+
|  5 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |   29.90 |   500 |       29.90 |
|  1 | 女装/女士精品 | T恤        |   39.90 |  1000 |       29.90 |
|  2 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |   79.90 |  2500 |       29.90 |
|  3 | 女装/女士精品 | 卫衣       |   89.90 |  1500 |       29.90 |
|  4 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |   89.90 |  3500 |       29.90 |
|  6 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |  399.90 |  1200 |       29.90 |
|  9 | 户外运动      | 登山杖     |   59.90 |  1500 |       59.90 |
|  7 | 户外运动      | 自行车     |  399.90 |  1000 |       59.90 |
| 10 | 户外运动      | 骑行装备   |  399.90 |  3500 |       59.90 |
| 12 | 户外运动      | 滑板       |  499.90 |  1200 |       59.90 |
| 11 | 户外运动      | 运动外套   |  799.90 |   500 |       59.90 |
|  8 | 户外运动      | 山地自行车 | 1399.90 |  2500 |       59.90 |
+----+---------------+------------+---------+-------+-------------+
12 rows in set (0.00 sec)

1.6.2 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

mysql> SELECT id, category, NAME, price, stock,LAST_VALUE(price) OVER w AS last_price
    -> FROM goods WINDOW w AS (PARTITION BY category_id ORDER BY price) ;
+----+---------------+------------+---------+-------+------------+
| id | category      | NAME       | price   | stock | last_price |
+----+---------------+------------+---------+-------+------------+
|  5 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |   29.90 |   500 |      29.90 |
|  1 | 女装/女士精品 | T恤        |   39.90 |  1000 |      39.90 |
|  2 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |   79.90 |  2500 |      79.90 |
|  3 | 女装/女士精品 | 卫衣       |   89.90 |  1500 |      89.90 |
|  4 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |   89.90 |  3500 |      89.90 |
|  6 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |  399.90 |  1200 |     399.90 |
|  9 | 户外运动      | 登山杖     |   59.90 |  1500 |      59.90 |
|  7 | 户外运动      | 自行车     |  399.90 |  1000 |     399.90 |
| 10 | 户外运动      | 骑行装备   |  399.90 |  3500 |     399.90 |
| 12 | 户外运动      | 滑板       |  499.90 |  1200 |     499.90 |
| 11 | 户外运动      | 运动外套   |  799.90 |   500 |     799.90 |
|  8 | 户外运动      | 山地自行车 | 1399.90 |  2500 |    1399.90 |
+----+---------------+------------+---------+-------+------------+
12 rows in set (0.00 sec)

1.6.3 返回第n个值nth_value()

mysql> SELECT id, category, NAME, price,NTH_VALUE(price,2) OVER w AS second_price,
    -> NTH_VALUE(price,3) OVER w AS third_price
    -> FROM goods WINDOW w AS (PARTITION BY category_id ORDER BY price);
+----+---------------+------------+---------+--------------+-------------+
| id | category      | NAME       | price   | second_price | third_price |
+----+---------------+------------+---------+--------------+-------------+
|  5 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |   29.90 |         NULL |        NULL |
|  1 | 女装/女士精品 | T恤        |   39.90 |        39.90 |        NULL |
|  2 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |   79.90 |        39.90 |       79.90 |
|  3 | 女装/女士精品 | 卫衣       |   89.90 |        39.90 |       79.90 |
|  4 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |   89.90 |        39.90 |       79.90 |
|  6 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |  399.90 |        39.90 |       79.90 |
|  9 | 户外运动      | 登山杖     |   59.90 |         NULL |        NULL |
|  7 | 户外运动      | 自行车     |  399.90 |       399.90 |      399.90 |
| 10 | 户外运动      | 骑行装备   |  399.90 |       399.90 |      399.90 |
| 12 | 户外运动      | 滑板       |  499.90 |       399.90 |      399.90 |
| 11 | 户外运动      | 运动外套   |  799.90 |       399.90 |      399.90 |
|  8 | 户外运动      | 山地自行车 | 1399.90 |       399.90 |      399.90 |
+----+---------------+------------+---------+--------------+-------------+
12 rows in set (0.00 sec)

1.6.4 分桶函数

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.

mysql> SELECT ntile(3) over w nt,id,category,NAME,price
    -> FROM goods window w AS (PARTITION BY category ORDER BY price);
+----+----+---------------+------------+---------+
| nt | id | category      | NAME       | price   |
+----+----+---------------+------------+---------+
|  1 |  5 | 女装/女士精品 | 百褶裙     |   29.90 |
|  1 |  1 | 女装/女士精品 | T恤        |   39.90 |
|  2 |  2 | 女装/女士精品 | 连衣裙     |   79.90 |
|  2 |  3 | 女装/女士精品 | 卫衣       |   89.90 |
|  3 |  4 | 女装/女士精品 | 牛仔裤     |   89.90 |
|  3 |  6 | 女装/女士精品 | 呢绒外套   |  399.90 |
|  1 |  9 | 户外运动      | 登山杖     |   59.90 |
|  1 |  7 | 户外运动      | 自行车     |  399.90 |
|  2 | 10 | 户外运动      | 骑行装备   |  399.90 |
|  2 | 12 | 户外运动      | 滑板       |  499.90 |
|  3 | 11 | 户外运动      | 运动外套   |  799.90 |
|  3 |  8 | 户外运动      | 山地自行车 | 1399.90 |
+----+----+---------------+------------+---------+
12 rows in set (0.00 sec)

1.7 总结

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。
与聚合函数的区别主要如下:

            实现方式                    返回结果不同                     分组方式
聚合函数    通过分组查询进行             将多条记录聚合返回成一条或几条    group by
窗口函数     通过over子句定义的窗口进行    有多少条数据还是返回多少条数据    partition by

2.公用表达式(with as)

公用表表达式(或通用表表达式)简称为CTE(Common Table Expressions)。CTE是一个命名的临时结果集,作用范围是当前语句。CTE可以理解成一个可以复用的子查询,当然跟子查询还是有点区别的,CTE可以引用其他CTE,但子查询不能引用其他子查询。所以,可以考虑代替子查询。依据语法结构和执行方式的不同,公用表表达式分为 普通公用表表达式递归公用表表达式 2 种。

2.1 普通公用表表达式

基本语法结构:

with cte 名称
as (子查询)
select|delete|update语句;

案例:查询员工所在的部门的详细信息。
使用子查询方式如下:

mysql> SELECT * FROM departments
    -> WHERE department_id IN (
    -> SELECT DISTINCT department_id FROM employees
    -> );
+---------------+------------------+------------+-------------+
| department_id | department_name  | manager_id | location_id |
+---------------+------------------+------------+-------------+
|            10 | Administration   |        200 |        1700 |
|            20 | Marketing        |        201 |        1800 |
|            30 | Purchasing       |        114 |        1700 |
|            40 | Human Resources  |        203 |        2400 |
|            50 | Shipping         |        121 |        1500 |
|            60 | IT               |        103 |        1400 |
|            70 | Public Relations |        204 |        2700 |
|            80 | Sales            |        145 |        2500 |
|            90 | Executive        |        100 |        1700 |
|           100 | Finance          |        108 |        1700 |
|           110 | Accounting       |        205 |        1700 |
+---------------+------------------+------------+-------------+
11 rows in set (0.02 sec)

使用CTE如下:

mysql> WITH cte_emp
    -> AS (SELECT DISTINCT department_id
    -> FROM employees
    -> )
    -> SELECT * FROM departments
    -> JOIN cte_emp
    -> ON departments.`department_id` = cte_emp.department_id;
+---------------+------------------+------------+-------------+---------------+
| department_id | department_name  | manager_id | location_id | department_id |
+---------------+------------------+------------+-------------+---------------+
|            10 | Administration   |        200 |        1700 |            10 |
|            20 | Marketing        |        201 |        1800 |            20 |
|            30 | Purchasing       |        114 |        1700 |            30 |
|            40 | Human Resources  |        203 |        2400 |            40 |
|            50 | Shipping         |        121 |        1500 |            50 |
|            60 | IT               |        103 |        1400 |            60 |
|            70 | Public Relations |        204 |        2700 |            70 |
|            80 | Sales            |        145 |        2500 |            80 |
|            90 | Executive        |        100 |        1700 |            90 |
|           100 | Finance          |        108 |        1700 |           100 |
|           110 | Accounting       |        205 |        1700 |           110 |
+---------------+------------------+------------+-------------+---------------+
11 rows in set (0.00 sec)

可以看出cte相当于是生成了一个临时表。跟子查询相比,公用表表达式有一个优点,就是定义过公用表表达式之后的查询,可以像一个表一样多次引用公用表表达式,而子查询
则不能。

2.2 递归公用表表达式

递归公用表表达式也是一种公用表表达式,只不过,除了普通公用表表达式的特点以外,它还有自己的特点,就是可以调用自己。它的语法结构是

WITH RECURSIVE
CTE名称 AS (子查询)
SELECT|DELETE|UPDATE 语句;

递归公用表表达式由 2 部分组成,分别是种子查询和递归查询,中间通过关键字 UNION [ALL]进行连接。这里的种子查询,意思就是获得递归的初始值。这个查询只会运行一次,以创建初始数据集,之后递归查询会一直执行,直到没有任何新的查询数据产生,递归返回。

针对于我们常用的employees表,包含employee_id,last_name和manager_id三个字段。如果a是b
的管理者,那么,我们可以把b叫做a的下属,如果同时b又是c的管理者,那么c就是b的下属,是a的下下属。我们要得到所有下下属的人员信息

  • 用递归公用表表达式中的种子查询,找出初代管理者。字段 n 表示代次,初始值为 1,表示是第一代管理者。
  • 用递归公用表表达式中的递归查询,查出以这个递归公用表表达式中的人为管理者的人,并且代次的值加 1。直到没有人以这个递归公用表表达式中的人为管理者了,递归返回。
  • 在最后的查询中,选出所有代次大于等于 3 的人,他们肯定是第三代及以上代次的下属了,也就是下下属了。这样就得到了我们需要的结果集。
WITH RECURSIVE cte
AS
( SELECT employee_id,last_name,manager_id,1 AS n FROM employees WHERE employee_id = 100
#种子查询,找到第一代领导
UNION ALL
SELECT a.employee_id,a.last_name,a.manager_id,n+1 FROM employees AS a JOIN cte
ON (a.manager_id = cte.employee_id) #递归查询,找出以递归公用表表达式的人为领导的人
) 
SELECT employee_id,last_name FROM cte WHERE n >= 3;
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关系型数据库 MySQL
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