MySQL窗口函數實現數據的按照特定條件分組排序

一、什麼是MySQL窗口函數？

MySQL窗口函數與標準聚合函數的一個重要區別在於它們可以基於要分組的列計算結果，而不會產生單獨分組的結果行。它們可以被認為是多行版本的聚合函數，可以讓我們在不改變查詢結果外觀的情況下，對於要分組的列返回聚合計算後的結果。從MySQL 8.0.2版本開始，提供了對窗口函數的支持。

窗口函數在一個邏輯窗口中應用一個聚合函數，然後通過該窗口將結果分配給各個行。每個邏輯窗口在查詢結果中對應一個物理窗口，它由不同語句塊組成，以OVER子句定義且與可能存在的GROUP BY子句無關。

二、MySQL窗口函數的使用場景及優點

窗口函數是一種強大的SQL技術，可以應用於許多場景。例如：

• 計算前/後n行，這有時被稱為「滑動平均」並可用於支持更深入的分析。
• 計算每個行對其他行的偏差。
• 基於統計信息生成智能的驗證碼。
• 對於一組查詢數據的聚合計算

使用窗口函數可以避免多個查詢操作，減少查詢的時間和工作量，特別是在大數據量下，使用聚合函數時效率顯著提高，同時可以在只執行一次腳本的情況下實現多個結果集輸出。

三、MySQL窗口函數的語法和使用方法

基礎語法為:

窗口函數名稱(Syntax)
() OVER [PARTITION BY partition_name[,…]]
[ORDER BY expression [ASC|DESC],…]

其中：

• 窗口函數名稱：MySQL支持多個窗口函數，包括SUM、ROW_NUMBER、RANK、DENSE_RANK、NTILE、FIRST_VALUE、LAST_VALUE、LEAD、LAG等等。
• PARTITION BY：可選項，用於分組。通過PARTITION BY將數據分組後就可以對各個組中的數據應用窗口函數。如果省略此子句，則將所有行視為單個分組。
• ORDER BY：排序方式，窗口排序根據ORDER BY子句定義的挑選方式進行。

下面是一個使用窗口函數的例子:

SELECT department_id, CONCAT(last_name,' ',first_name) AS full_name, salary,
AVG(salary) OVER (ORDER BY salary) AS avg_salaries
FROM employees
WHERE department_id IN (30, 100)
ORDER BY department_id, salary DESC;

該語句可解讀為：在部門30和100中，以工資降序排序，然後計算每個員工的平均工資（使用AVG函數）。

四、MySQL窗口函數實現數據的按照特定條件分組排序

窗口函數可實現數據的按照特定條件分組排序，下面是一個例子。

假設某公司有個部門表，需要列出所有部門名稱及每個部門中工資最高的前3個員工，按部門ID升序排列（部門ID一致時，以工資降序排列），該如何實現？

首先，我們可以用以下語句查找每個部門的三個最高薪水員工：

SELECT * FROM (
    SELECT *,
    ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY department_id ORDER BY salary DESC) AS ranks
    FROM employees
) AS temp
WHERE ranks <= 3;

這將返回一個包含每個部門的前三個薪水的結果集。

接下來，我們可以用以下語句將這個結果集與department表連接，以包含每個部門的部門名稱：

SELECT d.department_name, temp.*
FROM departments d
LEFT JOIN (
    SELECT *,
    ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY department_id ORDER BY salary DESC) AS ranks
    FROM employees
) AS temp
ON d.department_id = temp.department_id
WHERE ranks <= 3
ORDER BY d.department_id, temp.salary DESC;

該語句可解讀為：使用JOIN函數聯接departments表和employees表，找到每個部門的三個最高薪水員工（使用ROW_NUMBER函數）。

五、MySQL窗口函數的注意事項

雖然窗口函數彌補了標準聚合函數的一個重要缺陷，但是在使用時還是需要注意以下幾個方面：

• 要記住，窗口函數不是聚合函數，它們在結果集和分組之後進行操作。
• 與所有SQL語句一樣，窗口函數的效率取決於很多因素，例如計算行的數量、數據類型和運行環境。因此，在執行分析時，要確保對SQL查詢進行充分的測試和分析。
• 在使用窗口函數時，儘可能使用PARTITION BY，這是使用窗口函數的最大優勢之一。

六、總結

MySQL窗口函數提供了強大的SQL功能，它可以讓我們更輕鬆地處理不同情況下的數據，並且在大數據集上節省了大量時間和努力，同時保證了結果的準確性。雖然在使用窗口函數時需要注意一些問題，但是以正確的方式使用它們可以產生重大的收益。