SQL Server 2008的窗口计算(下)

日期: 2009-08-24 作者:张洪举 来源:TechTarget中国 英文

  (2)RANK( )和DENSE_RANK( )函数

  ROW_NUMBER( )函数用于编号,它与排名具有不同的概念。例如,由表1可以看出,班级1中的Grace和Andrew的成绩相同,都是99分。如果使用ROW_NUMBER( )函数编号,有两种编号方案可供选择:一种是Grace第1、Andrew第2,另一种是Andrew第1、Grace第2。这虽然都是正确的,它具有不确定性。

  而排名则不同了,它具有确定性,相同的排序值总是被分配相同的排名值。Grace和Andrew在排名的情况下都应当是第1,也就是我们常说的并列第1。那他们两人之后的名次是什么呢?是第2还是第3呢?从两人并列第1的角度讲,他们两人之后的名次应当是第2,这也是DENSE_RANK( )函数的排名方式;前面已经有2个人99分了,他们后面的人应当是第3个高分者,从这个角度理解,后面的名次应当是第3,这也是RANK( )的排名方式。DENSE_RANK( )函数的排名方式我们称之为密集排名,因为它的名次之间没有间隔。

  下面的语句演示了RANK( )和DENSE_RANK( )的排名方式,查询结果如表3所示。

  SELECT ClassID, StudentName, Achievement,
  RANK() OVER(PARTITION BY ClassID ORDER BY Achievement DESC) AS SortRank,
  DENSE_RANK() OVER(PARTITION BY ClassID ORDER BY Achievement DESC) AS SortDense
  FROM Students;

  下面是为语句生成的执行计划,与ROW_NUMBER( )相比,执行计划中多出了一个“段”运算符。右边段的分组依据是ClassID,左边段的分组依据是ClassID和Achievement,这是多出的“段”。右边的“段”用于分区操作,在到达下一个分区时发送true信号,“序列射影”运算符会重置排名值。而左边的“段”用于比较排序值是否有变化,如果有变化,则通知“序列射影”运算符递增排名值,递增方式则按RANK( )和DENSE_RANK( )函数的规则进行。

  在SQL Server 2005之前,也可以使用子查询的方式实现排名计算。语句的原理就是查询出比当前成绩高的个数,再加上1,就是该成绩的排名。例如,在第1个班级中,比99分高的成绩为0,加上1后,该成绩就是第1名。下面语句的执行结果表3所示相同,但是由于对于每个成绩都要执行两次子查询,在性能方面与RANK( )和DENSE_RANK( )函数相差很远。

  SELECT ClassID, StudentName, Achievement,
  (SELECT COUNT(*) FROM Students AS S2
  WHERE S2.ClassID = S1.ClassID AND S2.Achievement > S1.Achievement)+1 AS SortRank,
  (SELECT COUNT(DISTINCT achievement) FROM Students AS S2
  WHERE S2.ClassID = S1.ClassID AND S2.Achievement > S1.Achievement)+1 AS SortDense
  FROM Students AS S1
  ORDER BY ClassID, Achievement DESC;

  (3)NTILE( )函数

  NTILE( )函数用于把行分发到指定数目的组中。各个组有编号,编号从1开始。对于每一个行,NTILE将返回此行所属的组的编号。

  NTILE( )函数可以接受一个代表组数量的参数,分组的方式“均分”原则。例如,假设一个表有10行,需要分成2组,则每个组都会有5行。如果表有11行,需要分成3个组,这时候是无法均分的。它分配方法是先得到一个能够整除的基组大小(11/3=3),每组应当分配3行,剩余的2行(11-9)会被再次均分到前面的2组中。

  例如,下面的语句指定将Students表按学生成绩划分为3个组,并且Students表恰好也是11行,分组结果如表4所示。

  SELECT ClassID, StudentName, Achievement,
  NTILE(3) OVER(ORDER BY Achievement DESC) AS Tile
  FROM Students;

  也可以先分区,再分组。例如,下面的语句将每个班级的成绩划分为高、低两组,查询结果如表5所示。可以看出,包含4名学生的班级,每组是2人;包含3名学生的班级,第1组是2人,第2组是1人。

  SELECT ClassID, StudentName, Achievement,
  CASE NTILE(2) OVER(PARTITION BY ClassID ORDER BY Achievement DESC)
  WHEN 1 THEN ‘高’
  WHEN 2 THEN ‘低’
  END AS Tile
  FROM Students;

  2.基于窗口的聚合计算

  在进行聚合计算时,OVER子句中不再需要ORDER BY子句。因此,语法简化成如下格式:

  OVER ( [ PARTITION BY value_expression , … [ n ] ]

  (1)分区聚合计算与联接的比较

  通过OVER子句,可以对每个分区内的数据进行聚合计算。仍旧使用表1所示的Students表的数据,现假设我们需要计算每名学生成绩与本班级平均成绩的差异。在之前,我们需要先计算每个班级的平均成绩,然后通过联接的方式将平均成绩关联到相应的学生成绩行,再计算差异。如:

  SELECT S1.ClassID,
  S1.StudentName,
  S1.Achievement,
  S2.AvgAch ,
  S1.Achievement – S2.AvgAch AS Diff
  FROM Students AS S1
  LEFT OUTER JOIN (SELECT ClassID, AVG(Achievement) AS AvgAch
  FROM Students
  GROUP BY ClassID) AS S2 –计算每个班级的平均成绩
  ON S1.ClassID = S2.ClassID;

  查询结果如表6所示。

  在使用OVER子句的情况下,查询语句会简洁许多,下面语句的查询结果与表6相同。

  SELECT ClassID,
  StudentName,
  Achievement,
  AVG(Achievement) OVER(PARTITION BY ClassID) AS AvgAch,
  Achievement – AVG(Achievement) OVER(PARTITION BY ClassID) AS Diff
  FROM Students;

  虽然语句有所简洁,但是在性能方面该语句不如上面的联接方式。查询优化器为该语句生成的查询计划比较复杂,与联接语句在同一个批中执行时,含有OVER子句的查询开销占了66%。

  (2)对不同类型分区的聚合计算

  当在一个语句中需要计算多个不同类型的分区聚合时,OVER子句有着更明显的优势。例如,假设我们既要计算与本班级平均成绩的差异,又要计算与全部学生平均成绩的差异,含有OVER子句的查询变化不大,而使用联结方式则需要增加一个联接。参考下面的语句:

  SELECT ClassID,
  StudentName,
  Achievement,
  AVG(Achievement) OVER(PARTITION BY ClassID) AS AvgAch,
  Achievement – AVG(Achievement) OVER(PARTITION BY ClassID) AS Diff,
  AVG(Achievement) OVER() AS AvgAllAch, — 所有学生的平均成绩
  Achievement – AVG(Achievement) OVER() AS DiffAll
  FROM Students;
  SELECT S1.ClassID,
  S1.StudentName,
  S1.Achievement,
  S2.AvgAch ,
  S1.Achievement – S2.AvgAch AS Diff,
  S3.AvgAllAch,
  S1.Achievement – S3.AvgAllAch AS DiffAll
  FROM Students AS S1
  LEFT OUTER JOIN (SELECT ClassID, AVG(Achievement) AS AvgAch
  FROM Students
  GROUP BY ClassID) AS S2
  ON S1.ClassID = S2.ClassID
  CROSS JOIN (SELECT AVG(Achievement) AS AvgAllAch
  FROM Students) AS S3; –增加了一个联接

  对于语句中所包含的OVER子句数量,对于查询的影响不大。例如,下面的第一条语句仅含有1个OVER子句,而第二条语句则含有4个OVER子句,但是优化器为它们生成的执行计划完全相同。

  SELECT ClassID,
  StudentName,
  Achievement,
  AVG(Achievement) OVER(PARTITION BY ClassID) AS AvgAch
  FROM Students;
  SELECT ClassID,
  StudentName,
  Achievement,
  AVG(Achievement) OVER(PARTITION BY ClassID) AS AvgAch,
  SUM(Achievement) OVER(PARTITION BY ClassID) AS SumAch,
  MIN(Achievement) OVER(PARTITION BY ClassID) AS MinAch,
  MAX(Achievement) OVER(PARTITION BY ClassID) AS MaxAch
  FROM Students;

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