SQL中窗口函数是什么

SQL中的窗口函数（Window Functions）是一种强大的功能，它允许在查询结果中的特定窗口（也称为分区）上执行计算，并在每一行上生成结果，而不影响原始查询结果的行数。这使得在不使用子查询或自连接的情况下，可以在行级别执行聚合、排序、排名等操作。

一、窗口函数的基本概念

窗口函数通常与OVER子句一起使用，用于指定窗口的范围。OVER子句定义了如何分区数据，并指定了在每个窗口内计算的顺序。窗口函数可以为每行数据进行一次计算，输入多行（一个窗口），然后返回一个值。

二、窗口函数的类型

窗口函数主要分为以下几类：

1. 聚合窗口函数：如SUM()、COUNT()、MIN()、MAX()、AVG()等，这些函数可以在窗口内对数据进行聚合计算。
2. 取值窗口函数：如FIRST_VALUE()、LAST_VALUE()、LEAD()、LAG()等，这些函数用于获取窗口内特定位置的值。
3. 排序窗口函数：如ROW_NUMBER()、RANK()、DENSE_RANK()、NTILE()等，这些函数用于对窗口内的数据进行排序或排名。

三、窗口函数的使用示例

以下是一些常见的窗口函数使用示例：

1. ROW_NUMBER()：为窗口内的每一行分配一个唯一的序号。

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	SELECT student_name, course_name, grades,
	ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY course_name ORDER BY grades DESC) AS r_rownumber
	FROM students_grades;

在这个示例中，ROW_NUMBER()函数为每个学生按课程成绩降序排列后分配了一个唯一的序号。

1. RANK()：为窗口内的每一行分配一个排名，如果有相同的值，则排名相同，但后续排名会跳过。

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	SELECT student_name, grades,
	RANK() OVER (ORDER BY grades DESC) AS rank
	FROM students;

在这个示例中，RANK()函数为学生的成绩分配了一个排名，如果有相同的成绩，则排名相同，但后续排名会跳过。

1. DENSE_RANK()：与RANK()类似，但后续排名不会跳过。

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	SELECT student_name, grades,
	DENSE_RANK() OVER (ORDER BY grades DESC) AS dense_rank
	FROM students;

在这个示例中，DENSE_RANK()函数为学生的成绩分配了一个排名，如果有相同的成绩，则排名相同，但后续排名会顺延。

1. SUM()：计算窗口内数据的总和。

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	SELECT student_name, course_name, grades,
	SUM(grades) OVER (PARTITION BY course_name ORDER BY grades) AS sum_grades
	FROM students_grades;

在这个示例中，SUM()函数计算了每个学生按课程成绩排序后的累计总和。

四、窗口函数与聚合函数的区别

窗口函数和聚合函数都用于对数据进行计算，但它们之间存在一些关键区别：

1. 作用对象：聚合函数作用于整个结果集或分组后的结果集，并返回一个单一的值；而窗口函数则作用于每一行数据所在的窗口，并为每一行返回一个值。
2. 行数影响：聚合函数会改变结果集的行数（通常只返回一行或多行聚合结果）；而窗口函数不会改变结果集的行数，只是在每一行上附加了一个计算值。
3. 使用场景：聚合函数通常用于生成汇总信息，如总和、平均值等；而窗口函数则更适用于在行级别进行复杂的计算和分析。

综上所述，SQL中的窗口函数是一种非常强大的工具，它允许在查询结果中的特定窗口上执行计算，并在每一行上生成结果。通过合理使用窗口函数，可以高效地获取所需的数据并进行复杂的分析。