【Hive_03】单行函数、聚合函数、窗口函数、自定义函数、炸裂函数

  • 1、函数简介
  • 2、单行函数
    • 2.1 算术运算函数
    • 2.2 数值函数
    • 2.3 字符串函数
      • (1)substring 截取字符串
      • (2)replace 替换
      • (3)regexp_replace 正则替换
      • (4)regexp 正则匹配
      • (5)repeat 重复字符串
      • (6)split 字符串切割
      • (7)nvl 替换null值
      • (8)concat 拼接字符串
      • (9)concat_ws 以指定分隔符拼接字符串或者字符串数组
      • (10)get_json_object 解析json字符串
    • 2.4 日期函数
      • (1)unix_timestamp 返回当前或指定时间的时间戳
      • (2)from_unixtime
      • (3)current_date 当前日期
      • (4)current_timestamp 当前的日期加时间,并且精确的毫秒
      • (5)month:获取日期中的月
      • (6)day 获取日期中的日
      • (7)hour 获取日期中的小时
      • (8)datediff 两个日期相差的天数(结束日期减去开始日期的天数)
      • (9)date_add:日期加天数
      • (10)date_sub:日期减天数
      • (11)date_format:将标准日期解析成指定格式字符串
    • 2.5 流程控制函数
      • (1)case when:条件判断函数
      • (2)if: 条件判断,类似于Java中三元运算符
    • 2.6 集合函数
      • (1)size 集合中元素的个数
      • (2)map 创建map集合
      • (3)map_keys 返回map中的key
      • (4)map_values 返回map中的value
      • (5)array 声明array集合
      • (6)array_contains 判断array中是否包含某个元素
      • (7)sort_array 将array中的元素排序
      • (8)struct 声明struct中的各属性
      • (9)named_struct 声明struct的属性和值
  • 3、高级聚合函数
    • 3.1 collect_list 函数
    • 3.2 collect_set 函数
  • 4、炸裂函数
    • 4.1 expload 函数
    • 4.2 posexplode 函数
    • 4.3 inline 函数
    • 4.4 Lateral View
  • 5、窗口函数(开窗函数)
    • 5.1 概述
    • 5.2 常用窗口函数
      • (1)聚合函数
      • (2)跨行取值函数
      • (3)排名函数
  • 6、自定义函数
  • 7、自定义UDF函数

1、函数简介

Hive会将常用的逻辑封装成函数给用户进行使用,类似于Java中的函数。

好处:避免用户反复写逻辑,可以直接拿来使用。

重点:用户需要知道函数叫什么,能做什么。

Hive提供了大量的内置函数,按照其特点可大致分为如下几类:单行函数、聚合函数、炸裂函数、窗口函数。

以下命令可用于查询所有内置函数的相关信息。

1)查看系统内置函数

hive> show functions;

查看和string有关的函数:

show functions like 'string%';

2)查看内置函数用法

hive> desc function upper; --查看upper函数的用法

3)查看内置函数详细信息

hive> desc function extended substring;

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2、单行函数

单行函数的特点是一进一出,即输入一行,输出一行。进:传的参数,出:返回值。

单行函数按照功能可分为如下几类: 日期函数、字符串函数、集合函数、数学函数、流程控制函数等。

2.1 算术运算函数

运算符 描述
A+B A和B相加
A-B A减去B
A*B A和B 相乘
A/B A除以B
A%B A对B取余
A&B A和B按位取与
A|B A和B按位取或
A^B A和B按位取异或
~A A按位取反
--算术运算函数
select 1&0; --结果为0
select 3&2; --结果为2。先把3和2转换为2进制,再把处理结果转换为十进制。

查询出所有员工的薪水后加1显示:

hive (default)> select sal + 1 from emp;

2.2 数值函数

1)round:四舍五入

hive> select round(3.3);   3

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2)ceil:向上取整

hive> select ceil(3.1) ;   4

3)floor:向下取整

hive> select floor(4.8);  4

2.3 字符串函数

(1)substring 截取字符串

  • 语法一:substring(string A, int start)
    返回值:string
    说明:返回字符串A从start位置到结尾的字符串
  • 语法二:substring(string A, int start, int len)
    返回值:string
    说明:返回字符串A从start位置开始,长度为len的字符串

案例实操:

(1)获取第二个字符以后的所有字符

hive> select substring("wenxin",2);

输出:

enxin

(2)获取倒数第三个字符以后的所有字符

hive> select substring("wenxin",-3);

输出:

xin

(3)从第3个字符开始,向后获取2个字符

hive> select substring("wenxin",3,2);

输出:

nx

(2)replace 替换

语法:replace(string A, string B, string C)

返回值:string

说明:将字符串A中的子字符串B替换为C。

hive> select replace('wenxinwenxin', 'w', 'W')

输出:

hive> WenxinWenxin

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(3)regexp_replace 正则替换

语法:regexp_replace(string A, string B, string C)

返回值:string

说明:将字符串A中的符合java正则表达式B的部分替换为C。注意,在有些情况下要使用转义字符。

案例实操:

hive> select regexp_replace('100-200', '(\\d+)', 'num') 

上面这个涉及反斜杠转义字符的问题,所有有两个反斜杠

输出:

hive> num-num

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正则表达式可视化网址

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(4)regexp 正则匹配

语法:字符串 regexp 正则表达式

返回值:boolean

说明:若字符串符合正则表达式,则返回true,否则返回false。

(1)正则匹配成功,输出true

hive> select 'dfsaaaa' regexp 'dfsa+'

输出:

hive> true

(2)正则匹配失败,输出false

hive> select 'dfsaaaa' regexp 'dfsb+';

输出:

hive> false

(5)repeat 重复字符串

语法:repeat(string A, int n)

返回值:string

说明:将字符串A重复n遍。

hive> select repeat('123', 3);

输出:

hive> 123123123

(6)split 字符串切割

语法:split(string str, string pat)

返回值:array

说明:按照正则表达式pat匹配到的内容分割str,分割后的字符串,以数组的形式返回。

hive> select split('a-b-c-d','-');

输出:

hive> ["a","b","c","d"]

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(7)nvl 替换null值

语法:nvl(A,B)

说明:若A的值不为null,则返回A,否则返回B。 可以把其理解为给默认值的操作。

hive> select nvl(null,0); 

输出:

hive> 0

(8)concat 拼接字符串

语法:concat(string A, string B, string C, ……)

返回:string

说明:将A,B,C……等字符拼接为一个字符串

hive> select concat('beijing','-','shanghai','-','shenzhen');

输出:

hive> beijing-shanghai-shenzhen

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(9)concat_ws 以指定分隔符拼接字符串或者字符串数组

语法:concat_ws(string A, string…| array(string))
返回值:string
说明:使用分隔符A拼接多个字符串,或者一个数组的所有元素。

hive>select concat_ws('-','beijing','shanghai','shenzhen');

输出:

hive> beijing-shanghai-shenzhen

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(10)get_json_object 解析json字符串

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语法:get_json_object(string json_string, string path)
返回值:string

说明:解析json的字符串json_string,返回path指定的内容。如果输入的json字符串无效,那么返回NULL。

案例实操:

(1)获取json数组里面的json具体数据

hive> select get_json_object('[{"name":"大海海","sex":"男","age":"25"},{"name":"小宋宋","sex":"男","age":"47"}]','$.[0].name');

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输出:

hive> 大海海

(2)获取json数组里面的数据

hive> select get_json_object('[{"name":"大海海","sex":"男","age":"25"},{"name":"小宋宋","sex":"男","age":"47"}]','$.[0]');

输出:

hive> {"name":"大海海","sex":"男","age":"25"}

2.4 日期函数

(1)unix_timestamp 返回当前或指定时间的时间戳

语法:unix_timestamp()
返回值:bigint
案例实操:

hive> select unix_timestamp('2022/08/08 08-08-08','yyyy/MM/dd HH-mm-ss');  

输出:

1659946088

说明:-前面是日期后面是指,日期传进来的具体格式
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时间戳有10位的和13位的:

  • 10位的时间戳单位是秒
  • 13位的单位是毫秒

无论是把时间戳转换为时间字符串,还是将时间字符串转换为时间戳,都需要考虑时区的问题。

(2)from_unixtime

用法:转化UNIX时间戳(从 1970-01-01 00:00:00 UTC 到指定时间的秒数)到当前时区的时间格式

语法:from_unixtime(bigint unixtime[, string format])

返回值:string

案例实操:

hive> select from_unixtime(1659946088);   

输出:

2022-08-08 08:08:08

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(3)current_date 当前日期

hive> select current_date;     

输出:

2022-07-11

(4)current_timestamp 当前的日期加时间,并且精确的毫秒

hive> select current_timestamp;

输出:

2022-07-11 15:32:22.402

(5)month:获取日期中的月

语法:month (string date)
返回值:int
案例实操:

hive> select month('2022-08-08 08:08:08');

输出:

8

(6)day 获取日期中的日

语法:day (string date)
返回值:int
案例实操:

hive> select day('2022-08-08 08:08:08')    

输出:

8

(7)hour 获取日期中的小时

语法:hour (string date)
返回值:int
案例实操:

hive> select hour('2022-08-08 08:08:08');   

输出:

8

(8)datediff 两个日期相差的天数(结束日期减去开始日期的天数)

语法:datediff(string enddate, string startdate)
返回值:int
案例实操:

hive> select datediff('2021-08-08','2022-10-09');     

输出:

-427

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(9)date_add:日期加天数

语法:date_add(string startdate, int days)

返回值:string

说明:返回开始日期 startdate 增加 days 天后的日期

案例实操:

hive> select date_add('2022-08-08',2);   

输出:

2022-08-10

(10)date_sub:日期减天数

语法:date_sub (string startdate, int days)

返回值:string

说明:返回开始日期startdate减少days天后的日期。

案例实操:

hive> select date_sub('2022-08-08',2);    

输出:

2022-08-06

(11)date_format:将标准日期解析成指定格式字符串

hive> select date_format('2022-08-08','yyyy年-MM月-dd日')   

输出:

2022-08-08

2.5 流程控制函数

(1)case when:条件判断函数

语法一:case when a then b [when c then d]* [else e] end
返回值:T
说明:如果a为true,则返回b;如果c为true,则返回d;否则返回 e

hive> 
select 
	case when 1=2 then 'tom' 
	     when 2=2 then 'mary' 
	     else 'tim' end 
from tabl eName; 
mary

语法二: case a when b then c [when d then e]* [else f] end
返回值: T
说明:如果a等于b,那么返回c;如果a等于d,那么返回e;否则返回f

hive> 
select 
	case 100 
		when 50 then 'tom' 
		when 100 then 'mary' 
		else 'tim' end 
from t ableName; 
mary
  • case在执行的时候,是逐个条件去判断的,先判断第一个when,不满足才去判断第二个when。
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(2)if: 条件判断,类似于Java中三元运算符

语法:if(boolean testCondition, T valueTrue, T valueFalseOrNull)

返回值:T

说明:当条件testCondition为true时,返回valueTrue;否则返回valueFalseOrNull

(1)条件满足,输出正确

hive> select if(10 > 5,'正确','错误'); 

输出:正确

(2)条件满足,输出错误

hive> select if(10 < 5,'正确','错误');

输出:错误

2.6 集合函数

(1)size 集合中元素的个数

hive> select size(friends) from test; --2/2 每一行数据中的friends集合里的个数

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(2)map 创建map集合

语法:map (key1, value1, key2, value2, …)

说明:根据输入的key和value对构建map类型

案例实操:

hive> select map('xiaohai',1,'dahai',2);  

输出:

hive> {"xiaohai":1,"dahai":2}

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(3)map_keys 返回map中的key

hive> select map_keys(map('xiaohai',1,'dahai',2));

输出:

hive>["xiaohai","dahai"]

(4)map_values 返回map中的value

hive> select map_values(map('xiaohai',1,'dahai',2));

输出:

hive>[1,2]

(5)array 声明array集合

语法:array(val1, val2, …)

说明:根据输入的参数构建数组array类

案例实操:

hive> select array('1','2','3','4');

输出:

hive>["1","2","3","4"]

(6)array_contains 判断array中是否包含某个元素

hive> select array_contains(array('a','b','c','d'),'a');

输出:

hive> true

(7)sort_array 将array中的元素排序

hive> select sort_array(array('a','d','c'));

输出:

hive> ["a","c","d"]

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(8)struct 声明struct中的各属性

语法:struct(val1, val2, val3, …)

说明:根据输入的参数构建结构体struct类

案例实操:

hive> select struct('name','age','weight');

输出:得到带有字段名的结构体

hive> {"col1":"name","col2":"age","col3":"weight"}

(9)named_struct 声明struct的属性和值

hive> select named_struct('name','xiaosong','age',18,'weight',80);

输出:

hive> {"name":"xiaosong","age":18,"weight":80}

3、高级聚合函数

聚合效果: 多进一出 (多行传入,一个行输出)。

1)普通聚合 count/sum

3.1 collect_list 函数

2)collect_list 收集并形成list集合,结果不去重

hive>
select 
  sex,
  collect_list(job)
from
  employee
group by 
  sex

结果:

["行政","研发","行政","前台"]["销售","研发","销售","前台"]

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3.2 collect_set 函数

3)collect_set 收集并形成set集合,结果去重

hive>
select 
  sex,
  collect_set(job)
from
  employee
group by 
  sex

结果:

["行政","研发","前台"]["销售","研发","前台"]

4、炸裂函数

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4.1 expload 函数

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4.2 posexplode 函数

  • posexplode相比于explode还会返回索引。

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4.3 inline 函数

  • inline里面接受的是一个数组,数组里面的元素是结构体

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4.4 Lateral View

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5、窗口函数(开窗函数)

5.1 概述

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  • 这里窗口范围描述的上一行到当前行指的是:计算当中实际参与的数据的上一行到当前行,而指的不是原表的上一行到当前行。
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  • 并且对于基于值的窗口函数,只有当between和and当中有包含数值的时候,必须保证order by后面的column是数值型或者字符串的。
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  • total_amount:相当于截止到每一个下单日期的总额。

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  • 由于进行了分区,因此当到达4的时候,和前面的3不在同一个分区,因此只包含其自身。
  • 有分区之后的第一行到当前行指的是:该分区当中的第一行到当前行。

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  • 对于order by:在基于行和基于值两方面是不同的。在基于行上,如果不写order by,则是随机的,不确定,这样后面写range…between也没有意义【从负无穷到正无穷】。

5.2 常用窗口函数

按照功能,常用窗口可划分为如下几类:聚合函数、跨行取值函数、排名函数。

(1)聚合函数

max:最大值。
min:最小值。
sum:求和。
avg:平均值。
count:计数。

(2)跨行取值函数

(1)lead和lag
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  • 注:lag和lead函数不支持自定义窗口。
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(2)first_value和last_value

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(3)排名函数

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  • 注:rank 、dense_rank、row_number不支持自定义窗口。

6、自定义函数

在hive当中有多种函数:比如单行函数、聚合函数、UDTF函数、窗口函数。而这四类函数都可以进行自定义。

  • 在具体使用时候,一般较少自定义,如果有也是自定义单行函数。

1)Hive自带了一些函数,比如:max/min等,但是数量有限,自己可以通过自定义UDF来方便的扩展。

2)当Hive提供的内置函数无法满足你的业务处理需要时,此时就可以考虑使用用户自定义函数(UDF:user-defined function)。

3)根据用户自定义函数类别分为以下三种:

  • UDF(User-Defined-Function): 一进一出。
  • UDAF(User-Defined Aggregation Function): 用户自定义聚合函数,多进一出。
    类似于:count/max/min
  • UDTF(User-Defined Table-Generating Functions): 用户自定义表生成函数,一进多出。
    如lateral view explode()

4)官方文档地址
https://cwiki.apache.org/confluence/display/Hive/HivePlugins

5)编程步骤

(1)继承Hive提供的类

org.apache.hadoop.hive.ql.udf.generic.GenericUDF
org.apache.hadoop.hive.ql.udf.generic.GenericUDTF;

(2)实现类中的抽象方法

(3)在hive的命令行窗口创建函数

添加jar。

add jar linux_jar_path

创建function。

create [temporary] function [dbname.]function_name AS class_name;

(4)在hive的命令行窗口删除函数

drop [temporary] function [if exists] [dbname.]function_name;

7、自定义UDF函数

需求:

自定义一个UDF实现计算给定基本数据类型的长度,例如:

hive(default)> select my_len("abcd");
4

1)创建一个Maven工程Hive

2)导入依赖

<dependencies>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.hive</groupId>
		<artifactId>hive-exec</artifactId>
		<version>3.1.3</version>
	</dependency>
</dependencies>

3)创建一个类

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public class MyUDF extends GenericUDF {
    /**
     * 判断传进来的参数的类型和长度
     * 约定返回的数据类型
     */
    @Override
    public ObjectInspector initialize(ObjectInspector[] arguments) throws UDFArgumentException {

        if (arguments.length !=1) {
            throw  new UDFArgumentLengthException("please give me  only one arg");
        }

        if (!arguments[0].getCategory().equals(ObjectInspector.Category.PRIMITIVE)){
            throw  new UDFArgumentTypeException(1, "i need primitive type arg");
        }

        return PrimitiveObjectInspectorFactory.javaIntObjectInspector;
    }

    /**
     * 解决具体逻辑的
     */
    @Override
    public Object evaluate(DeferredObject[] arguments) throws HiveException {

        Object o = arguments[0].get();
        if(o==null){
            return 0;
        }

        return o.toString().length();
    }

    @Override
    // 用于获取解释的字符串
    public String getDisplayString(String[] children) {
        return "";
    }
}

4)创建临时函数

(1)打成jar包上传到服务器/opt/module/hive/datas/myudf.jar

(2)将jar包添加到hive的classpath,临时生效

hive (default)> add jar /opt/module/hive/datas/myudf.jar;

(3)创建临时函数与开发好的java class关联

hive (default)> 
create temporary function my_len 
as "com.wenxin.hive.udf.MyUDF";

(4)即可在hql中使用自定义的临时函数

hive (default)> 
select 
    ename,
    my_len(ename) ename_len 
from emp;

(5)删除临时函数

hive (default)> drop temporary function my_len;

注意:临时函数只跟会话有关系,跟库没有关系。只要创建临时函数的会话不断,在当前会话下,任意一个库都可以使用,其他会话全都不能使用。

5)创建永久函数

(1)创建永久函数

注意:因为add jar本身也是临时生效,所以在创建永久函数的时候,需要制定路径(并且因为元数据的原因,这个路径还得是HDFS上的路径)。

hive (default)> 
create function my_len2 
as "com.atguigu.hive.udf.MyUDF" 
using jar "hdfs://hadoop102:8020/udf/myudf.jar";

(2)即可在hql中使用自定义的永久函数

hive (default)> 
select 
    ename,
    my_len2(ename) ename_len 
from emp;

(3)删除永久函数

hive (default)> drop function my_len2;

注意:永久函数跟会话没有关系,创建函数的会话断了以后,其他会话也可以使用。

永久函数创建的时候,在函数名之前需要自己加上库名,如果不指定库名的话,会默认把当前库的库名给加上。

永久函数使用的时候,需要在指定的库里面操作,或者在其他库里面使用的话加上,库名.函数名。

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