总结SQL Server窗口函数的简单使用

前言：我一直十分喜欢使用SQL Server2005/2008的窗口函数，排名函数ROW_NUMBER()尤甚。今天晚上我在查看SQL Server开发的相关文档，整理收藏夹发现了两篇收藏已久的好文，后知后觉，读后又有点收获，顺便再总结一下。

一、从一个熟悉的示例说起
我们熟知的数据库分页查询，以这一篇介绍过的为例吧。分页查询Person表中的人，可以这么写SQL语句：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
WITH Record AS (
        SELECT
        Row_Number() OVER (ORDER BY Id DESC) AS RecordNumber,
        Id,
        FirstName,
        LastName,
        Height,
        Weight
    FROM
        Person (NOLOCK)
    )
    SELECT
    RecordNumber,
    (SELECT COUNT(0) FROM Record) AS TotalCount,
    Id,
        FirstName,
        LastName,
        Height,
        Weight
    FROM Record
    WHERE RecordNumber BETWEEN 1 AND 10
其中，ROW_NUMBER()是排名函数，而紧随其后的 OVER()函数就是窗口函数。
你还在用二次top方式的分页查询吗？可以考虑尝试使用排名函数配合CTE实现分页。
 
二、窗口函数
本文介绍窗口函数，以下面的学生成绩表为例：
1
2
3
4
5
6
7
8
CREATE TABLE [StudentScore](
    [Id] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
    [StudentId] [int] NOT NULL CONSTRAINT [DF_StudentScore_StudentId]  DEFAULT ((0)),
    [ClassId] [int] NOT NULL CONSTRAINT [DF_StudentScore_ClassId]  DEFAULT ((0)),
    [CourseId] [int] NOT NULL CONSTRAINT [DF_StudentScore_CourseId]  DEFAULT ((0)),
    [Score] [float] NOT NULL CONSTRAINT [DF_StudentScore_Score]  DEFAULT ((0)),
    [CreateDate] [datetime] NOT NULL CONSTRAINT [DF_StudentScore_CreateDate]  DEFAULT (getdate())
) ON [PRIMARY]
其中，Id是自增Id，CreateDate是录入时间，StudentId 学生，ClassId 班级，CourseId  课程 ,Score  分数。
录入一些测试数据如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
--CourseId 2:语文 4：数学 8：英语
 
--1班学生成绩
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (1,1,2,85)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (2,1,2,95.5)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (3,1,2,90)
 
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (1,1,4,90)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (2,1,4,98)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (3,1,4,89)
 
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (1,1,8,80)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (2,1,8,75.5)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (3,1,8,77)
 
 
--2班学生成绩
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (1,2,2,90)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (2,2,2,77)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (3,2,2,78)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (4,2,2,83)
 
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (1,2,4,98)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (2,2,4,95)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (3,2,4,78)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (4,2,4,100)
 
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (1,2,8,85)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (2,2,8,90)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (3,2,8,86)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (4,2,8,78.5)
 
--3班学生成绩
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (1,3,2,82)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (2,3,2,78)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (3,3,2,91)
 
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (1,3,4,83)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (2,3,4,78)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (3,3,4,99)
 
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (1,3,8,86)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (2,3,8,78)
INSERT INTO StudentScore(StudentId,ClassId,CourseId,Score)VALUES (3,3,8,97)
窗口函数是SQL Server2005新增的函数。下面就谈谈它的基本概念：
1、窗口函数的作用
窗口函数是对一组值进行操作，不需要使用GROUP BY 子句对数据进行分组，还能够在同一行中同时返回基础行的列和聚合列。举例来说，我们要得到一个年级所有班级所有学生的平均分，按照传统的写法，我们肯定是通过AVG聚合函数来实现求平均分。这样带来的”坏处“是我们不能轻松地返回基础行的列（班级，学生等列），而只能得到聚合列。因为聚合函数的要点就是对一组值进行聚合，以GROUP BY 查询作为操作的上下文，由于GROUP BY 操作对数据进行分组后，查询为每个组只返回一行数据，因此，要限制所有表达式为每个组只返回一个值。而通过窗口函数，基础列和聚合列的查询都轻而易举。
2、基本语法
OVER([PARTITION BY value_expression,..[n] ] <ORDER BY BY_Clause>)
窗口函数使用OVER函数实现，OVER函数分带参和不带参两种。其中可选参数PARTITION BY用于将数据按照特定字段分组。
3、简单示例
查询学生成绩表的基本列以及所有班级所有学生的语文平均分：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SELECT
    --Id,
    --CreateDate,
    StudentId,
    ClassId,
    CourseId,
    Score,
   CAST(AVG(Score) OVER() AS decimal(5,2) )AS  '语文平均分'
FROM
    StudentScore
    WHERE CourseId=2
结果如下：
4、PARTITION BY
如果我们需要查询每一个班级的语文平均分，可以根据PARTION BY来进行分组：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SELECT
    Id,
    CreateDate,
    StudentId,
    ClassId,
    CourseId,
    Score,
   CAST(AVG(Score) OVER(PARTITION BY ClassId ) AS decimal(5,2) )AS  '语文平均分'
FROM
    StudentScore
    WHERE CourseId=2
查询结果如下：
图可能不清楚，三个班级的语文平均分是不同的。
到这里，其实你可能已经体会到使用OVER函数的好处了：
a、OVER子句的优点就是能够在返回基本列的同时，在同一行对它们进行聚合
b、可以在表达式中混合使用基本列和聚合列
如果我们使用传统的GROUP BY分组查询，直接获取基本列和聚合列就不是这么简单一句SQL了。
如你所知，我们知道的很多聚合函数，如SUM,AVG,MAX,MIN等聚合函数都支持窗口函数的运算。
 
二、让人爱不释手的排名函数
SQL Server提供了4个排名函数:ROW_NUMBER(), RANK(),DENSE_RANK()和NTILE()。下面通过示例重点谈谈这四个函数的使用。
1、ROW_NUMBER()
返回结果集分区内行的序列号，每个分区的第一行从 1 开始。ORDER BY 子句可确定在特定分区中为行分配唯一 ROW_NUMBER 的顺序。
下面的查询按照数学成绩逆序排列：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SELECT
    Id,
--    CreateDate,
    ROW_NUMBER() OVER(ORDER BY Score DESC) AS '序号',
    StudentId,
    ClassId,
    CourseId,
    Score
FROM
    StudentScore
    WHERE CourseId=8
结果如下：
据我所知，此函数在SQL Server分页查询中几乎已经普及应用。Good job。
 
2、RANK()和DENSE_RANK()
（1）、RANK()函数
返回结果集的分区内每行的排名。行的排名是相关行之前的排名数加一。如果两个或多个行与一个排名关联，则每个关联行将得到相同的排名。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SELECT
    Id,
--    CreateDate,
    RANK() OVER(ORDER BY Score DESC) AS '序号',
    StudentId,
    ClassId,
    CourseId,
    Score
FROM
    StudentScore
    WHERE CourseId=8
结果如下：
注意，它和ROW_NUMBER()的异同点，您应该已经知道了：
a、RANK函数和ROW_NUMBER函数类似，它们都是用来对结果进行排序。
b、不同的是，ROW_NUMBER函数为每一个值生成唯一的序号，而RANK函数为相同的值生成相同的序号。
上图中，两个86分的学生对应的序号都是3,而接着排在它们下面的序号直接变成了5。
（2）、DENSE_RANK()函数
返回结果集分区中行的排名，在排名中没有任何间断。行的排名等于所讨论行之前的所有排名数加一。如果有两个或多个行受同一个分区中排名的约束，则每个约束行将接收相同的排名。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SELECT
    Id,
--    CreateDate,
    DENSE_RANK() OVER(ORDER BY Score DESC) AS '序号',
    StudentId,
    ClassId,
    CourseId,
    Score
FROM
    StudentScore
    WHERE CourseId=8
查询结果如下：
上图中，两个86分的学生对应的序号都是3,而接着排在它们下面的序号是4（也就是说DENSE_RANK()函数查询的序号是类似ROW_NUMBER()那样连续的，但是对于相同值的行生成相同的序号，从这一点上来说，对于相同查询条件和排序的查询，ROW_NUMBER()函数查询的结果集是DENSE_RANK()函数查询的结果的子集）。这也是我们可以总结出的RANK和DENSE_RANK()这两个函数的最大的不同点。
3、NTILE()
NTILE函数把结果中的行关联到组，并为每一行分配一个所属的组的编号，编号从一开始。对于每一个行，NTILE 将返回此行所属的组的编号。
如果分区的行数不能被 integer_expression 整除，则将导致一个成员有两种大小不同的组。按照 OVER 子句指定的顺序，较大的组排在较小的组前面。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SELECT
    Id,
--    CreateDate,
    NTILE(6) OVER(ORDER BY ClassId DESC) AS '组编号',
    StudentId,
    ClassId,
    CourseId,
    Score
FROM
    StudentScore
    WHERE CourseId=8
查询的结果如下：
 
本文的介绍和示例都很基础，但是通过窗口函数，确实可以帮我们优化很多复杂查询。上面的SQL语句看上去每一个都很简单，但是现在的简单都隐藏着背后的复杂。需要提醒的是，分组概念虽然基础却很重要，你必须掌握；而熟练应用了窗口函数，你的SQL查询就如虎添翼更上层楼了。
最后，我一直担心对于海量数据，SQL Server的性能问题。因为近期的开发碰巧遇到海量数据的查询，最多的过亿，数据量最少的一个表，也过5000万，不知道用了分区表性能有没有明显提升。
参考文章：
 

总结SQL Server窗口函数的简单使用的更多相关文章

  1. SQL Server授权购买简单介绍

    SQL Server授权购买简单介绍 之前有同事问我,使用盗版序列号的SQL Server到底有没有性能限制,之前本人一直没有深入研究过,后来经过一番资料搜集和查证,汇总成这篇文章 微软的SQL Se ...

  2. （4.34）sql server窗口函数

    关键词:sql server窗口函数,窗口函数,分析函数 如果分析函数不可用,那么可能是版本还不支持 Window Function 包含了 4 个大类.分别是: 1 - Rank Function ...

  3. SQL Server Profiler的简单使用

    SQL Server Profiler可以检测在数据上执行的语句,特别是有的项目不直接使用sql语句,直接使用ORM框架的系统处理数据库的项目,在调试sql语句时,给了很大的帮助. 之前写了使用SQL ...

  4. SQL Server Service Broker 简单例子 （转）

    SQL Server Service Broker服务体系结构 消息类型 — 定义应用程序间交换的消息的名称.还可以选择是否验证消息.约定 — 指定给定会话中的消息方向和消息类型.队列 — 存储消息. ...

  5. SQL Server Profiler的简单使用（监控mssql）

    SQL Server Profiler可以检测在数据上执行的语句,特别是有的项目不直接使用sql语句,直接使用ORM框架的系统处理数据库的项目,在调试sql语句时,给了很大的帮助. 之前写了使用SQL ...

  6. mySql学习笔记：比sql server书写要简单

    在学mySql.总的感觉,mySql与Sql Server差不多,语法都很象,但mySql也许是吸取了SQL SERVER的一些经验,SQL语句书写起来更加简单. 比如说,设置主键.索引,SQL SE ...

  7. SQL Server窗口函数：ROWS与RANGE

    几乎每次我展示SQL Server里的窗口时,人们都非常有兴趣知道,当你定义你的窗口(指定的一组行)时,ROWS与RANGE选项之间的区别.因此在今天的文章里我想给你展示下这些选项的区别,对于你的分析 ...

  8. C#对于sql server数据库的简单操作

    1.在用windows模式登陆sql server 数据库 简历一个student的数据库,然后新建查询: create table student ( id int auto_increment p ...

  9. SQL SERVER数据库的简单介绍

    一.数据库技术的发展 数据库技术是应数据管理任务的需求而产生的,先后经历了人工管理.文件系统.数据库系统等三个阶段. 二.关系型数据库 SQL Server属于关系型数据库. 关系模型 以二维表来描述 ...

随机推荐

  1. web集群时代

    随着业务的不断增加,我们的单台服务器承受不住需求,那么我们就需要对此进行伸缩,有两种维度,一种是纵向的也就是增大该台服务器的硬件,再者就是加新服务器与之前的机器组成集群对外提供服务,我们都知道前者是有 ...

  2. java：calendar类及一些比较实用的utils（一）

    在java编程中经常会用到时间日期的计算.比较.格式化等等操作,刚开始接触Calendar类时,还是在初学习期间,小小白一枚,看着这个好复杂,懒惰心理作祟也就没有怎么去学习,后来在项目中经常用到,索性 ...

  3. Numbers Exchange

    题意: Eugeny有n张卡片,他希望和Nikolay交换一些卡片使得他拥有的奇数数字和偶数数字的卡片数目一样,且所有数字都不同. Nikolay有m张卡片,分别写着1到m.问最少交换几次,能够满足要 ...

  4. C#读写Access数据库、表格datagridview窗体显示代码实例

    C#读写Access数据库.表格datagridview窗体显示代码实例 最近项目中用到C#对于Access数据库表读写.mdb操作,学习了下相关的东西,这里先整理C#对于Access数据库的操作,对 ...

  5. C#基础：通过委托给任何对象数组进行排序

    在日常编写程序的时候,我们需要对一些对象进行排序,比如对int数组进行排序,自定义类数组进行排序,首先我们先讨论对数组进行排序,我们应该对冒泡排序比较熟悉,下面是数组用冒泡排序的方法 for (int ...

  6. 《剑指offer面试题4》替换空格——实现函数把字符串中每个空格替换成“%20”

    思路: 例如把we are happy这个字符串中所有空格替换成"%20",最直接的做法是从头开始扫苗,遇到空格就替换,并且把空格后面的字符都顺序后移.复杂度O(n^2). 重要思 ...

  7. 5-2 Windows消息队列 (25分)

    5-2 Windows消息队列   (25分) 消息队列是Windows系统的基础.对于每个进程,系统维护一个消息队列.如果在进程中有特定事件发生,如点击鼠标.文字改变等,系统将把这个消息加到队列当中 ...

  8. 小程序隐藏或自定义 scroll-view滚动条

    css 隐藏滚动条 ::-webkit-scrollbar { width:; height:; color: transparent; } 自定义滚动条样式 ::-webkit-scrollbar ...

  9. 跳跃表&hash

    汇编刚学跳跃表,发现跳跃表与hash有着数不清的关系 维基百科: 哈希表(哈希映射)是实现关联数组抽象数据类型的数据结构,该结构可以将键映射到值.哈希表使用哈希函数来计算桶或槽阵列的索引,从中可以找到 ...

  10. SpringBoot | quartz | @DisallowConcurrentExecution

    注释放在job类上, 作用: 将该注解加到job类上,告诉Quartz不要并发地执行同一个job定义(这里指特定的job类)的多个实例.