通俗易懂的学会：SQL窗口函数

猴子

中国科学院大学电子与通信工程硕士

一.窗口函数有什么用？
在日常工作中，经常会遇到需要 在每组内排名 ，比如下面的业务需求：

排名问题：每个部门按业绩来排名
topN问题：找出每个部门排名前N的员工进行奖励

面对这类需求，就需要使用sql的高级功能窗口函数了。

二.什么是窗口函数？

窗口函数，也叫OLAP函数（Online Anallytical Processing，联机分析处理），可以对数据库数据进行实时分析处理。

窗口函数的基本语法如下：

<窗口函数> over (partition by <用于分组的列名>
                order by <用于排序的列名>)

那么语法中的<窗口函数>都有哪些呢？

<窗口函数>的位置，可以放以下两种函数：

1）专用窗口函数，包括后面要讲到的rank, dense_rank, row_number等专用窗口函数。

2）聚合函数，如sum. avg, count, max, min等

因为窗口函数是对where或者group by子句处理后的结果进行操作，所以 窗口函数原则上只能写在select子句中 。

三.如何使用？

接下来，就结合实例，给大家介绍几种窗口函数的用法。

1.专用窗口函数rank

例如下图，是班级表中的内容

如果我们想在每个班级内按成绩排名，得到下面的结果。

以班级“1”为例，这个班级的成绩“95”排在第1位，这个班级的“83”排在第4位。上面这个结果确实按我们的要求在每个班级内，按成绩排名了。

得到上面结果的sql语句代码如下：

select *,
   rank() over (partition by 班级
                 order by 成绩 desc) as ranking
from 班级表

我们来解释下这个sql语句里的select子句。rank是排序的函数。要求是“每个班级内按成绩排名”，这句话可以分为两部分：

1）每个班级内：按班级分组

partition by用来对表分组 。在这个例子中，所以我们指定了按“班级”分组（partition by 班级）
2）按成绩排名

order by子句的功能是对分组后的结果进行排序 ，默认是按照升序（asc）排列。在本例中（order by 成绩 desc）是按成绩这一列排序，加了desc关键词表示降序排列。

通过下图，我们就可以理解partiition by（分组）和order by（在组内排序）的作用了。

窗口函数具备了我们之前学过的group by子句分组的功能和order by子句排序的功能。那么，为什么还要用窗口函数呢？

这是因为， group by分组汇总后改变了表的行数，一行只有一个类别。而partiition by和rank函数不会减少原表中的行数 。例如下面统计每个班级的人数。

相信通过这个例子，你已经明白了这个窗口函数的使用：
select *,
   rank() over (partition by 班级
                 order by 成绩 desc) as ranking
from 班级表

现在我们说回来，为什么叫“窗口”函数呢？这是因为partition by分组后的结果称为“窗口”，这里的窗口不是我们家里的门窗，而是表示“范围”的意思。

简单来说，窗口函数有以下功能：

1）同时具有分组和排序的功能

2）不减少原表的行数

3）语法如下：

<窗口函数> over (partition by <用于分组的列名>
                order by <用于排序的列名>)

2.其他专业窗口函数

专用窗口函数rank, dense_rank, row_number有什么区别呢？

它们的区别我举个例子，你们一下就能看懂：

select *,
   rank() over (order by 成绩 desc) as ranking,
   dense_rank() over (order by 成绩 desc) as dese_rank,
   row_number() over (order by 成绩 desc) as row_num
from 班级表

得到结果：

从上面的结果可以看出：

rank函数：这个例子中是5位，5位，5位，8位，也就是如果有并列名次的行，会占用下一名次的位置。比如正常排名是1，2，3，4，但是现在前3名是并列的名次，结果是： 1，1，1 ，4。

dense_rank函数：这个例子中是5位，5位，5位，6位，也就是如果有并列名次的行，不占用下一名次的位置。比如正常排名是1，2，3，4，但是现在前3名是并列的名次，结果是： 1，1，1 ，2。

row_number函数：这个例子中是5位，6位，7位，8位，也就是不考虑并列名次的情况。比如前3名是并列的名次，排名是正常的 1，2，3 ，4。

这三个函数的区别如下：

最后，需要强调的一点是：在上述的这三个专用窗口函数中，函数后面的括号不需要任何参数，保持()空着就可以。

现在，大家对窗口函数有一个基本了解了吗？

3.聚合函数作为窗口函数

聚和窗口函数和上面提到的专用窗口函数用法完全相同，只需要把聚合函数写在窗口函数的位置即可，但是函数后面括号里面不能为空，需要指定聚合的列名。

我们来看一下窗口函数是聚合函数时，会出来什么结果：

select *,
   sum(成绩) over (order by 学号) as current_sum,
   avg(成绩) over (order by 学号) as current_avg,
   count(成绩) over (order by 学号) as current_count,