【MySQL】窗口函數詳解（概念+練習+實戰）

在數據庫領域中，窗口函數是一種強大的分析工具，它允許用戶在不進行分組操作的情況下對數據集中的行進行復雜的計算。本文將深入探討MySQL的窗口函數的概念、使用方式以及如何在實際場景中應用它們來簡化數據分析任務。

什麼是窗口函數？

窗口函數（Window Functions）是在SQL查詢中對一組相關的行執行運算而不需要明確指定分組的函數。與聚合函數不同，窗口函數可以在每一組結果內部提供詳細的分析信息。這些函數通常用於實現排名、移動平均值、前N個最大或最小值的列表等複雜功能。

常見的窗口函數類型：

1. 排序函數（Ordering Functions）：如`ROW_NUMBER()`, `RANK()`, `DENSE_RANK()` 等，用於爲每個分區內的行分配序號。

2. 累計函數（Aggregate Functions）：如`SUM()`, `COUNT()`, `AVG()` 等，可以累積到當前行的前面或者後面的所有行上。

3. 其他函數（Other Functions）：如`LAG()`, `LEAD()`, `FIRST_VALUE()`, `LAST_VALUE()` 等，可以從之前或者之後的記錄中獲取值。

如何使用窗口函數？

要使用窗口函數，您需要在SELECT語句中包含以下三個關鍵元素：

• Partition By子句：定義數據的分組方式。例如: `PARTITION BY department_id` 將按部門ID對數據進行分組。

• Order By子句：控制窗口函數的結果順序。例如: `ORDER BY salary DESC` 將按照薪資降序排列。

• Window Specification：定義窗口的範圍，比如`OVER()`子句。

下面是一個基本的窗口函數使用的例子：

-- 假設有一個名爲'employees'的表，其中有'employee_id', 'salary', 和 'department_id'字段
SELECT employee_id, salary, ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY department_id ORDER BY salary) AS row_number FROM employees;

這個查詢將爲每個部門的員工生成一個序列編號，該序列編號基於員工的工資從低到高排序。

實踐案例：

現在讓我們看一個實際的業務問題，以展示窗口函數是如何幫助簡化數據分析任務的。

需求: 找出每個部門中工資最高的員工及其相應的工資水平。

爲了解決這個問題，我們可以使用窗口函數來實現：

SELECT * FROM (
SELECT e.*, DEPTEMT_ID, MAX(SALARY) OVER (PARTITION BY DEPTEMT_ID) AS max_salary
FROM EMPLOYEES e
) t WHERE SALARY = max_salary;

在這個查詢中，我們首先創建了一個子查詢，其中包含了所有的員工信息和每個部門的最大薪水。然後在外層查詢中選擇那些其自身薪水等於所在部門最高薪水的員工。

窗口函數是數據庫分析師和開發人員的重要工具，它們簡化了複雜的數據處理過程，使得編寫高效的SQL查詢變得更加容易。通過掌握這些函數的使用方法，你可以更有效地分析和報告大型數據集的信息。