MySQL8窗口函数的使用案例

MySQL8 还是有很多重量级变化的，一些底层优化大家在使用中有时候不易察觉，但是有一些用法，还是带给我们耳目一新的感觉，今天和大家分享一下 MySQL8 里边的窗口函数。

一 什么是窗口函数

在 MySQL 8 中，窗口函数（Window Functions）是一类强大的分析函数，允许你在查询结果集上执行计算，而无需将数据分组到多个输出行中。窗口函数通常与 OVER() 子句一起使用，以指定数据窗口，即窗口函数将要在其上执行计算的行集。

简单来说，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。

窗口函数的格式类似下面这样：

<窗口函数> OVER ([PARTITION BY <分组列> [, <分组列>...]]
                     [ORDER BY <排序列> [ASC | DESC] [, <排序列> [ASC | DESC]]...]
                     [<rows or range clause>])

• <窗口函数> : 定义要在窗口中计算的聚合函数或其它分析函数，如 COUNT、RANK、SUM 等。
• OVER : 窗口函数的核心关键字。
• PARTITION BY : 定义要用来分组的一组列名。
• ORDER BY : 定义用来排序的一组列名。
• : 定义窗口的行集合。默认为 ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT ROW，表示窗口包括从窗口开始到当前行的所有行。

二 窗口函数实践

2.1 统计成绩和排名

假设我有如下一张表：

/*
 Navicat Premium Data Transfer

 Source Server         : localhost-mysql
 Source Server Type    : MySQL
 Source Server Version : 80021
 Source Host           : localhost:3306
 Source Schema         : test

 Target Server Type    : MySQL
 Target Server Version : 80021
 File Encoding         : 65001

 Date: 25/10/2024 17:59:30
*/

SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
-- Table structure for student
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `student`;
CREATE TABLE `student`  (
  `id` int(0) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `subject` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `score` double NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 9 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

-- ----------------------------
-- Records of student
-- ----------------------------
INSERT INTO `student` VALUES (1, '张三', '语文', 90);
INSERT INTO `student` VALUES (2, '张三', '数学', 98);
INSERT INTO `student` VALUES (3, '李四', '语文', 88);
INSERT INTO `student` VALUES (4, '李四', '数学', 100);
INSERT INTO `student` VALUES (5, '王五', '语文', 97);
INSERT INTO `student` VALUES (6, '王五', '数学', 86);
INSERT INTO `student` VALUES (7, '赵六', '语文', 89);
INSERT INTO `student` VALUES (8, '赵六', '数学', 87);

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

我现在想要计算学生的考试总成绩以及单科成绩排名，利用窗口函数就能快速搞定，如下：

SELECT name,subject,score,
SUM(score) OVER(PARTITION by name) AS '总分',
DENSE_RANK() OVER(PARTITION by subject ORDER BY score DESC) AS '学科排名'
from student

和窗口函数相关的就两列：

sum 求总分，over 中按照 name 进行分组，相当于就是计算每个人的总分。
dense_rank 是排序，这个函数会考虑并列的情况，但是并列并不影响排序，因为是计算每个人单科排名，所以就按照学科分组之后按照 score 排序。

最终执行结果如下：

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2.2 销售统计表

假设我有如下一张表：

/*
 Navicat Premium Data Transfer

 Source Server         : localhost-mysql
 Source Server Type    : MySQL
 Source Server Version : 80021
 Source Host           : localhost:3306
 Source Schema         : test

 Target Server Type    : MySQL
 Target Server Version : 80021
 File Encoding         : 65001

 Date: 25/10/2024 18:10:00
*/

SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
-- Table structure for sales
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `sales`;
CREATE TABLE `sales`  (
  `id` int(0) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `product_id` int(0) NULL DEFAULT NULL,
  `sale_date` date NULL DEFAULT NULL,
  `amount` decimal(10, 0) NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_0900_ai_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

-- ----------------------------
-- Records of sales
-- ----------------------------
INSERT INTO `sales` VALUES (1, 1, '2024-10-01', 234);
INSERT INTO `sales` VALUES (2, 1, '2024-10-02', 543);
INSERT INTO `sales` VALUES (3, 1, '2024-10-03', 322);
INSERT INTO `sales` VALUES (4, 2, '2024-10-01', 454);
INSERT INTO `sales` VALUES (5, 2, '2024-10-02', 766);
INSERT INTO `sales` VALUES (6, 2, '2024-10-03', 776);
INSERT INTO `sales` VALUES (7, 3, '2024-10-01', 323);
INSERT INTO `sales` VALUES (8, 3, '2024-10-02', 435);
INSERT INTO `sales` VALUES (9, 3, '2024-10-03', 656);
INSERT INTO `sales` VALUES (10, 4, '2024-10-01', 445);
INSERT INTO `sales` VALUES (11, 4, '2024-10-02', 332);
INSERT INTO `sales` VALUES (12, 4, '2024-10-03', 634);

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

这是一个名为 sales 的表，其中包含 id（销售记录 ID）、product_id（产品 ID）、sale_date（销售日期）和 amount（销售额）等字段。

现在有如下几个需求，大家把这几个需求搞懂了，基本上窗口函数就会用了。

2.3 计算累计销售额

需求：按产品 ID 分组，计算每个产品的累计销售额。

SELECT 
    id, 
    product_id, 
    sale_date, 
    amount, 
    SUM(amount) OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY sale_date) AS '累计销售额'
FROM 
    sales;

SUM(amount) OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY sale_date) AS
‘累计销售额’ 表示按 product_id 分组，按 sale_date 排序，计算每个产品的累计销售额。

最终查询结果如下：

2.4 计算移动平均值

需求：按产品 ID 分组，计算每个产品的最近 3 笔销售记录的移动平均销售额

SELECT 
    id, 
    product_id, 
    sale_date, 
    amount, 
    AVG(amount) OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY sale_date ROWS BETWEEN 2 PRECEDING AND CURRENT ROW) AS '移动平均销售额'
FROM 
    sales;

AVG(amount) OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY sale_date ROWS
BETWEEN 2 PRECEDING AND CURRENT ROW) AS ‘移动平均销售额’ 表示按 product_id 分组，按
sale_date 排序，计算当前行及前两行的平均销售额。

最终查询结果如下：

2.5 计算排名

需求：按产品 ID 分组，计算每个销售记录在该产品中的排名。

SELECT 
    id, 
    product_id, 
    sale_date, 
    amount, 
    RANK() OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY amount DESC) AS '销售金额排名'
FROM 
    sales;

RANK() OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY amount DESC) AS ‘销售金额排名’ 表示按 product_id 分组，按 amount 降序排序，计算每个销售记录在该产品中的排名。

最终查询结果如下：

2.6 计算百分比排名

需求：按产品 ID 分组，计算每个销售记录在该产品中的百分比排名。

SELECT 
    id, 
    product_id, 
    sale_date, 
    amount, 
    PERCENT_RANK() OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY amount DESC) AS '百分比排名'
FROM 
    sales;

PERCENT_RANK() OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY amount DESC) AS
‘百分比排名’ 表示按 product_id 分组，按 amount 降序排序，计算每个销售记录在该产品中的百分比排名。

最终查询结果如下：

2.7 计算前后行的差值

需求：按产品 ID 分组，计算每个销售记录与上一个销售记录之间的销售额差值。

SELECT 
    id, 
    product_id, 
    sale_date, 
    amount, 
    LAG(amount, 1) OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY sale_date) AS '上个销售记录',
    amount - LAG(amount, 1) OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY sale_date) AS '差额'
FROM 
    sales;

LAG(amount, 1) OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY sale_date)：按
product_id 分组，按 sale_date 排序，获取当前行的上一行的 amount 值。amount - LAG(amount,

1. OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY sale_date)：计算当前行与上一行的销售额差值。

最终查询结果如下：

2.8 计算第一个和最后一个值

需求：按产品 ID 分组，计算每个产品的第一个和最后一个销售日期。

SELECT 
    product_id, 
    MIN(sale_date) OVER (PARTITION BY product_id) AS '第一个销售日期', 
    MAX(sale_date) OVER (PARTITION BY product_id) AS '最后一个销售日期'
FROM 
    sales;

MIN(sale_date) OVER (PARTITION BY
product_id)：按product_id分组，计算每个产品的第一个销售日期。MAX(sale_date) OVER
(PARTITION BY product_id)：按product_id分组，计算每个产品的最后一个销售日期。

最终查询结果如下：

通过上面几个小小案例，希望帮助了解和明白窗口函数！！

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有些事不是看到了希望才去坚持 而是因为坚持才会看到希望。

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