SQL 从入门到放弃:ROW_NUMBER() OVER 和

最近在写 SQL,菜如老狗的我在大哥的指导下学会了用一些方便的 SQL 函数代替以前繁杂的写法,对于常见的数据场景还是很有用的。

提起 SQL,(从前的)我脑子只有 SELECT、COUNT()、SUM()、JOIN、GROUP BY 等云云。对于较为复杂的数据场景,总是绞尽脑汁的用 GROUP BY 和 JOIN 来实现,却不知有类似功能的 SQL 函数。

下面举个栗子,说说我学到的一些 SQL 函数和简化 SQL 的方法,以 Hive SQL 作为模版。代表因为 SQL 函数和语法大多类似,原理通用,在使用其他 SQL 时参考即可。

一个栗子

(假装)有张订单流水表 t_order_detail,它的结构是这样的:

字段名 字段描述
order_id 订单 id,订单的唯一标识
user_id 用户 id,标识订单所属的用户
merchant_id 商户 id,标识订单所属的商户 id
state 订单状态,具有已确认(0)、已完结(1)、已取消(2)等状态
create_time 记录的创建时间
data_version 版本号,对同一笔订单进行插入、更新操作时,版本号也相应更新

每次对数据库中的订单进行插入、更新操作,系统都会进行上报,新增一条流水到 t_order_detail 中。例如,order_id 为 1001的订单被创建,后续状态被扭转为已完结,在流水表中就会存在下述记录:

order_id user_id merchant_id state create_time data_version
10001 user_1 merchant_1 0 1622249031 1
10001 user_1 merchant_1 1 1622249082 2

然后,(假装有个)产品爸爸想要了解订单和用户情况,需要以下数据:

  • 当日总订单数
  • 当日总购买用户数
  • 当日总的和根据商户分组的订单状态为已完结的订单数和用户数
  • 当日总的和根据商户分组的订单状态为已取消的订单数和用户数

我们把产品爸爸的需求翻译一下,就变成了求下列的当日数据:

  • 根据 order_id 去重的记录总数,total_order_day。
  • 根据 user_id 去重的记录总数,total_user_day。
  • 最新一条记录 state=1、根据 merchant_id 分组以及总的:
    • 根据 order_id 去重的记录总数,total_finish_order_day。
    • 根据 user_id 去重的记录总数,total_finish_user_day。
  • 最新一条记录 state=2、根据 merchant_id 分组以及总的:
  • 根据 order_id 去重的记录总数,total_cancel_order_day。
  • 根据 user_id 去重的记录总数,total_cancel_user_day。

假设我们表的记录现在是这样的,一共有三笔订单,user_1 在 merchant_1、merchant_2 下有2笔订单,订单终态分别为1和2;user_2 在 merchant_1 下有1笔订单,订单终态为2:

order_id user_id merchant_id state create_time data_version
10001 user_1 merchant_1 1 1622249082 2
10001 user_1 merchant_1 0 1622249031 1
10002 user_1 merchant_2 0 1622249011 1
10002 user_1 merchant_2 2 1622249022 2
10003 user_2 merchant_1 0 1622249031 1
10003 user_2 merchant_1 2 1622249082 2

根据上述需求,可以拆分为以下步骤:

  • 由于我们只关注每个订单的最新一条记录(即版本号最大的记录),因此先可以先对表做一次清洗,获得新表数据 t_clean_order_detail。
  • 根据新表获得数据。

如何获得每个 order_id 对应的最新一条记录

清洗过后的理想数据为:

order_id user_id merchant_id state create_time data_version
10001 user_1 merchant_1 1 1622249082 2
10002 user_1 merchant_2 2 1622249022 2
10003 user_2 merchant_1 2 1622249082 2

获取思路是这样的:根据 order_id 分组,在每个分组中取出 data_version 最大的一条。

说到分组,我那贫瘠的 SQL 词库里就只想到了 GROUP BY。

使用 GROUP BY 的写法

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sql复制代码-- t_latest_record:获取当天内,根据 order_id 分组,每个分组内的 order_id 以及最大的版本号的数据。
-- t_total_record:获取当天内所有订单流水数据。
-- ${today_begin_time}:变量,代表当天00:00的时间戳。
-- ${today_end_time}:变量,代表当天23:59的时间戳。
SELECT
*
FROM
(
SELECT
${today} AS today,
order_id,
MAX(data_version) AS data_version
FROM
t_order_detail
WHERE
create_time >= ${today_begin_time}
AND create_time <= ${today_end_time}
GROUP BY
order_id
) t_latest_record
LEFT JOIN (
SELECT
*
FROM
t_order_detail
WHERE
create_time >= ${today_begin_time}
AND create_time <= ${today_end_time}
) t_total_record
ON t_latest_record.order_id = t_total_record.order_id
AND t_latest_record.data_version = t_total_record.data_version;

整体思路是:根据 order_id 分组,获得每个订单的 order_id 以及最大的 data_version,再用左连接取到 order_id 和 data_version 相等的记录,即我们要的最新一条记录。

这样看也不是很复杂,但我们运算了2次,让2个临时表做了一次左连接。看起来比较繁琐。有没有函数直接能代替上述过程?

使用 ROW_NUMBER() OVER 的写法

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sql复制代码-- t_sorted_order_detail:根据 order_id 分组后,再根据 row_num 排序得到的订单流水数据。
SELECT
*
FROM
(
SELECT
*,
ROW_NUMBER() OVER (
PARTITION BY
order_id
ORDER BY
data_version DESC
) AS row_num
FROM
t_order_detail
WHERE
create_time >= ${today_begin_time}
AND create_time <= ${today_end_time}
)t_sorted_order_detail
WHERE
row_num = 1;

SQL 看起来是不是清爽多了?

说明

  • ROW_NUMBER ( ) OVER ( [query_partition_clause] order_by_clause )
    它的作用是,根据某个字段分组,然后根据字段排序,并拿到排序第一条记录。
    PARTITION BY 承担了 GROUP BY 的角色,即根据某些字段分组;ORDER BY 即排序,即根据某些字段对每个分组的数据进行排序。然后 ROW_NUMBER() OVER 这个函数就会为每条记录返回在分组内排好的序号。

因此,根据上述 SQL,我们得到 t_sorted_order_detail 表数据就为:

order_id user_id merchant_id state create_time data_version row_num
10001 user_1 merchant_1 1 1622249082 2 1
10001 user_1 merchant_1 0 1622249031 1 2
10002 user_1 merchant_2 2 1622249022 2 1
10002 user_1 merchant_2 0 1622249011 1 2
10003 user_2 merchant_1 2 1622249082 2 1
10003 user_2 merchant_1 0 1622249031 1 2

然后,我们取每个分组里面 row_num 为1的数据,就得到了版本号最大的数据了。

根据清洗后的表获得数据

现在我们得到了清洗后的表:t_clean_order_detail。它的数据如下(row_num 在此处无用,因此去掉):

order_id user_id merchant_id state create_time data_version
10001 user_1 merchant_1 1 1622249082 2
10002 user_1 merchant_2 2 1622249022 2
10003 user_2 merchant_1 2 1622249082 2

接下来我们进行第二步:根据新表获得统计数据。

如何减少多余运算

首先看两个总数如何获得:

  • 根据 order_id 去重的记录总数,total_order_day。
  • 根据 user_id 去重的记录总数,total_user_day。

以前的我:两个数据,两次运算,每个临时表对应一个数据,然后两个临时表 JOIN 获得两个数据。

实际上,这两个数据的来源相同,计算逻辑相似。当遇到这种情况,就可以合并运算。这样不仅可以提高效率,还能让 SQL 更简洁。

例如,获取这两个总数的 SQL :

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sql复制代码SELECT
COUNT(1) AS total_order_day,
COUNT(DISTINCT (user_id)) AS total_user_day
FROM
t_clean_order_detail
WHERE
create_time >= ${today_begin_time}
AND create_time <= ${today_end_time};

说明

  • COUNT()
    作用为计算满足条件的行数,COUNT(1)返回总行数。
  • DISTINCT
    根据字段去重。

如何对数据进行上卷分析

上卷,用人话来说,就是汇总数据得到总值。在后面的4个数据中,不仅要根据 merchant_id 分组得到小计,还要得到总值。我们来看下如何获取。

因为它们也是逻辑类似,来源相同的数据。因此我们只取其中2个来讲解:

  • 当日最新一条记录 state=2、根据 merchant_id 分组以及总的:
  • 根据 order_id 去重的记录总数,total_cancel_order_day。
  • 根据 user_id 去重的记录总数,total_cancel_user_day。

光看文字比较抽象,拿 t_clean_order_detail 的数据为例,我们的理想数据是:

total_cancel_order_day total_cancel_user_day merchant_id
1 1 mechant_1
1 1 merchant_2
2 2

以前的我看到会想:分组,GROUP BY 搞定;还要一个总的,另外计算一个总的结果,然后把结果进行 UNION,完美。

但是,当我了解到了 SQL 自带的多维分析语句和函数,我才知道年轻的我多么幼稚:根本不用两次计算,还要自己整合结果。只要一套组合拳,一次运算就足够解决。

首先看下,不考虑根据 merchant_id 分组的情况,要获取的 total_cancel_user_day、total_cancel_user_day 的 SQL :

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sql复制代码SELECT
COUNT(IF (
state = 2,
1,
null
)) AS total_cancel_order_day,
COUNT(DISTINCT (
IF (
state = 2,
user_id,
null
)
)) AS total_cancel_user_day
FROM
t_clean_order_detail
WHERE
update_time >= ${today_begin_time}
AND update_time <= ${today_begin_time};

跟前面的 SQL 其实很像。

接下来考虑根据 merchant_id 分组和获得总计时的 SQL。利用 SQL 提供的多维分析函数,我们使用 GROUP BY 根据 merchant_id 分组,使用 WITH ROLLUP 得到每个分组的小计和总计,使用 GROUPING 区分每个分组小计和总计的行,使用 DECODE 为记数维度( merchant_id 和总)命名。

得到如下 SQL:

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sql复制代码SELECT
COUNT(IF (
state = 2,
1,
null
)) AS total_cancel_order_day,
COUNT(DISTINCT (
IF (
state = 2,
user_id,
null
)
)) AS total_cancel_user_day,
DECODE(GROUPING(merchant_id),
1, "总",
merchant_id
) AS merchant_id
FROM
t_clean_order_detail
WHERE
update_time >= ${today_begin_time}
AND update_time <= ${today_begin_time}
GROUP BY
merchant_id WITH ROLLUP;

说明

  • IF(boolean testCondition, T valueTrue, T valueFalseOrNull)
    条件返回。testCondition为 true 或者非 NULL 时,返回 valueTrue;否则返回 valueFalseOrNull。
  • DECODE(expression , search , result [, search , result]… [, default])
    DECODE 函数与一系列嵌套的 IF-THEN-ELSE 语句相似。expression 与 search 等依次进行比较。如果 expression 和第 i 个 search 项匹配,就返回第 i 个对应的 result 。如果 expression 与任何的 search 值都不匹配,则返回 default 。
  • ROLLUP
    ROLLUP 对 groupbyClause 进行扩展,可以令 SELECT 语句根据分组的维度计算多层小计,并计算总计。
  • GROUPING
    使用 ROLLUP 中的一个列作为参数,GROUPING 函数在遇到 ROLL UP 生成的 NULL 值时,返回1。即如果这一列是个小计或总计时,GROUPING 返回1,否则返回0。它只能用在 ROLLUP 或者 CUBE 的查询里。

总结

回顾一下前面的三个知识点

  • 如何获得每个 order_id 对应的最新一条记录
  • 如何减少多余运算
  • 如何对数据进行上卷分析

这三个问题,是否有一点思路了?如果没有,那我就给你说声对不起。(卑微)

最后,本人充满热情和耐心教女朋友写 SQL,假一赔十包教包会,请问女朋友在哪里领?

本文转载自: 掘金

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