窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE_数据分析

一、函数写法

函数名(参数) OVER (PARTITION BY子句 ORDER BY子句 ROWS/RANGE子句)

由三部分组成：
函数名：如sum、max、min、count、avg等聚合函数以及lead、lag行比较函数等；
over：关键字，表示前面的函数是分析函数，不是普通的集合函数；
分组子句：over关键字后面挂号内的内容；

分析子句又由下面三部分组成：
PARTITION BY ：分组子句，表示分析函数的计算范围，不同的组互不相干；
ORDER BY：排序子句，表示分组后，组内的排序方式；
ROWS/RANGE：窗口子句，是在分组(PARTITION BY)后，组内的子分组（也称窗口），此时分析函数的计算范围窗口，而不是PARTITON。窗口有两种，ROWS和RANGE；

二、开窗的窗口范围ROWS与RANGE

1.范围限定用法

CURRENT ROW: 当前行
UNBOUNDED：不受控制的，无限的
UNBOUNDED PRECEDING: 区间的第一行
UNBOUNDED FOLLOWING：区间的最后一行
UNBOUNDED PRECEDING AND UNBOUNED FOLLOWING：针对当前所有记录的前一条、后一条记录，分组中的所有记录
PRECEDING：在...之前，N PRECEDING: 当前行之前的N行，可以是数字用于RANGE数据范围限定，也可以是一个能计算出数字的表达式
FOLLOWING：在...之后，N FOLLOWING：当前行之后的N行，可以是数字用于RANGE数据范围限定，也可以是一个能计算出数字的表达式
ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT ROW ：指第一行至当前行的数据
ROWS BETWEEN CURRENT ROW AND UNBOUNDED FOLLOWING ：指当前行到最后一行的汇总
ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND CURRENT ROW ：指当前行的上一行(ROWNUM-1)到当前行的数据
ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND 1 FOLLOWING ：指当前行的上一行(ROWNUM-1)到当前行的下一行(ROWNUM+1)的数据
RANGE BETWEEN CURRENT ROW AND 350 FOLLOWING：指当前行到当前行数据+350的范围内的数据

RANGE BETWEEN 5 PRECEDING AND 5 FOLLOWING：指当前行数据幅度减5加5后的范围内的数据

2.ROWS和RANGE的区别

ROWS按行数限定

RANGE按数据范围限定

(1) ROWS按行数限定

表结构及测试数据：

DROP TABLE IF EXISTS `test`;
CREATE TABLE `test`  (
  `video_id` int(0) NOT NULL COMMENT '视频ID',
  `dt` date NULL DEFAULT NULL,
  `if_follow` tinyint(0) NULL DEFAULT NULL COMMENT '是否关注'
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_0900_ai_ci ROW_FORMAT = Dynamic;
-- ----------------------------
-- Records of test
-- ----------------------------
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-09-24', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-10-03', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-10-02', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-10-01', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-25', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-25', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-26', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-27', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-28', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-29', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-30', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-10-01', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-10-02', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-10-03', 1);

语句：

select video_id,dt, sum(if_follow) over(partition by video_id order by dt rows BETWEEN CURRENT ROW and 1 following ) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第1张

(2) RANGE按数据范围限定

表结构及测试数据：

DROP TABLE IF EXISTS `test`;
CREATE TABLE `test`  (
  `video_id` int(0) NOT NULL COMMENT '视频ID',
  `dt` date NULL DEFAULT NULL,
  `if_follow` tinyint(0) NULL DEFAULT NULL COMMENT '是否关注'
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_0900_ai_ci ROW_FORMAT = Dynamic;
-- ----------------------------
-- Records of test
-- ----------------------------
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-09-24', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-10-03', 9);
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-10-02', 2);
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-10-01', 6);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-25', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-25', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-26', 6);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-27', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-28', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-29', 8);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-30', 7);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-10-01', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-10-02', 9);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-10-03', 1);

下面这个语句执行会报错，因为当RANGE和PRECEDING/FOLLOWING一起使用时，order by的表达式必须为数字或者时间差

select video_id,dt, sum(if_follow) over(partition by video_id order by dt range BETWEEN 3 preceding and CURRENT ROW ) from test ;

报错内容如下：
select video_id,dt, sum(if_follow) over(partition by video_id order by dt range BETWEEN 3 preceding and CURRENT ROW ) from test
> 3587 - Window '' with RANGE N PRECEDING/FOLLOWING frame requires exactly one ORDER BY expression, of numeric or temporal type

order by 数字

例1 汇总数据范围为：[当前行值,当前行值+3]

select video_id,dt, sum(if_follow) over(partition by video_id order by if_follow range BETWEEN  CURRENT ROW and  3 following) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第2张

例2 汇总数据范围为：[当前行值-3,当前行值]

select video_id,dt, sum(if_follow) over(partition by video_id order by if_follow range BETWEEN 3 PRECEDING and CURRENT ROW ) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第3张

order by 时间

order by表达式的类型为时间（date、datetime）时，必须使用Interval

例1 [当前行日期,当前行日期+2]

select video_id,dt, sum(if_follow) over(partition by video_id order by dt range BETWEEN  CURRENT ROW and  interval 2 day following) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第4张

例2 [当前行日期-2,当前行日期]

select video_id,dt, sum(if_follow) over(partition by video_id order by dt range BETWEEN interval 2 day PRECEDING and CURRENT ROW ) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第5张

三、函数介绍

下面是mysql中能使用的

1.排序函数

rank()函数，如果有并列情况，会占用下一个名次的位置，比如，成绩为100的学生有三个并列第一，那么99分的学生是第二名，通过rank()函数，名次是：1,1,1,4；
dense()函数，如果有并列的情况，不会占用下一个名词，同用上个例子，名次是：1,1,1,2；
row_number()函数，会忽略并列的情况，同用上述例子，名次是：1,2,3,4;

2.聚合函数

count() over(partition by ... order by ...)：求分组后的总数；
max() over(partition by ... order by ...)：求分组后的最大值；
min() over(partition by ... order by ...)：求分组后的最小值；
avg() over(partition by ... order by ...)：求分组后的平均值；

3.比较函数

lag() over(partition by ... order by ...)：取出向前第n行数据。　　
lead() over(partition by ... order by ...)：取出向后第n行数据。

lag(arg1,arg2,arg3)、lead(arg1,arg2,arg3)
第一个参数是列名，
第二个参数是偏移的offset，不能为负数，
第三个参数是超出记录窗口时的默认值。

表结构及测试数据：

DROP TABLE IF EXISTS `test`;
CREATE TABLE `test`  (
  `video_id` int(0) NOT NULL COMMENT '视频ID',
  `dt` date NULL DEFAULT NULL,
  `if_follow` tinyint(0) NULL DEFAULT NULL COMMENT '是否关注'
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_0900_ai_ci ROW_FORMAT = Dynamic;
-- ----------------------------
-- Records of test
-- ----------------------------
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-09-24', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-10-03', 9);
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-10-02', 2);
INSERT INTO `test` VALUES (2001, '2021-10-01', 6);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-25', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-25', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-26', 6);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-27', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-28', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-29', 8);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-09-30', 7);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-10-01', 1);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-10-02', 9);
INSERT INTO `test` VALUES (2002, '2021-10-03', 1);

例1 lag 偏移为负数offset=-1

语法错误，偏移offset，不能为负数

select video_id,dt, lag(dt,-1,'偏移超出了') over(order by dt ) from test ;

1064 - You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near '-1,'偏移超出了') over(order by dt ) from test' at line 1

例2 lag取出向前第0行，即偏移为0

select video_id,dt, lag(dt,0,'偏移超出了') over(order by dt ) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第6张

例3 lag取出向前第2行，即偏移为2

select video_id,dt, lag(dt,2,'偏移超出了') over(order by dt ) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第7张

例4 换个字段，lag取出向前第2行，即向前偏移为2

select video_id,dt, lag(video_id,2,'偏移超出了') over(order by dt ) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第8张

例5 lead取出向后第2行，即向后偏移2

select video_id,dt, lead(video_id,2,'偏移超出了') over(order by dt ) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第9张

例6 lead取出向后第2行，即向后偏移2，不加默认值

select video_id,dt, lead(video_id,2) over(order by dt ) from test ;

窗口函数OVER(PARTITION BY)详细用法——语法+函数+开窗范围ROWS和RANGE,第10张

下面可能是Oracle函数，mysql没能使用出来：

first_value() over()和last_value() over()，分别是求分组中第一个和最后一个

ratio_to_report() over(partition by ... order by ...)：ratio_to_report() 括号中就是分子，over() 括号中就是分母

percent_rank() over(partition by ... order by ...)

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