【SQL】晨光咖啡馆,过滤聚合的微妙碰撞
这天,小悦懒洋洋地步入办公楼下的咖啡馆,意外地与一位男子不期而遇。他显然因前一晚的辛勤工作而略显疲惫,却仍选择早到此地,寻找一丝宁静与放松。他叫逸尘,身姿挺拔,衣着简约而不失格调,晨光下更显英俊不凡,吸引了周遭的目光。两人仿佛心有灵犀,不约而同地走向各自的位置。
小悦手中轻握着新出炉的拿铁,眼睛紧紧盯着手机上的工作邮件,心思全然沉浸在工作的海洋中,对前方即将发生的“小插曲”浑然未觉。而逸尘,正欲伸手取桌上的文件,两人的手在不经意间悄然相遇,伴随着一阵轻微的碰撞,小悦手中的拿铁微微倾斜,几滴热烫的咖啡瞬间在逸尘洁白的衬衫上绽放,如同从树上不经意间洒落的晨露,虽美却略显突兀。
“哎呀,真的非常抱歉!”小悦连忙道歉,脸颊上泛起了红晕,手忙脚乱地在包中搜寻纸巾,希望能为这突如其来的尴尬场面做些什么。逸尘则以他特有的绅士风度,轻轻接过纸巾,自行处理起那片不速之客。
“没关系,下次小心些便是。”逸尘的话语中虽带有一丝不易察觉的责备,但更多的是温柔与宽容。他皱眉的瞬间,非但没有减少魅力,反而增添了几分成熟与稳重。
小悦心中五味杂陈,既有对自己疏忽的懊恼,也有对逸尘那不经意间流露出的严厉与温柔交织的复杂情感。她低声细语:“我真的不是故意的。”这句话虽轻如蚊蚋,却清晰地传入了逸尘的耳中,两人的心间仿佛被一股莫名的力量轻轻触碰,营造出一种难以言喻的微妙氛围。
当时,小悦手机上的邮件内容深深吸引了她的注意,邮件中详细列出了一项sql任务:要求根据公司名称和月份进行分组,统计出2024年全年的订单表总数量,并进一步细分出已下单数量(状态1)、送货中数量(状态2)以及已收货数量(状态3)。这一挑战性的任务让小悦不禁陷入了沉思,她迅速地在脑海中构想出了初步的方案1:
SELECTo.company,
EXTRACT(MONTH FROM o.order_date) AS month,
(SELECT COUNT(*) FROM orders o2 WHERE o2.company = o.company AND EXTRACT(MONTH FROM o2.order_date) = EXTRACT(MONTH FROM o.order_date) AND EXTRACT(YEAR FROM o2.order_date) = 2024) AStotal_orders,
(SELECT COUNT(*) FROM orders o2 WHERE o2.company = o.company AND EXTRACT(MONTH FROM o2.order_date) = EXTRACT(MONTH FROM o.order_date) AND o2.order_status = 1 AND EXTRACT(YEAR FROM o2.order_date) = 2024) ASordered_count,
(SELECT COUNT(*) FROM orders o2 WHERE o2.company = o.company AND EXTRACT(MONTH FROM o2.order_date) = EXTRACT(MONTH FROM o.order_date) AND o2.order_status = 2 AND EXTRACT(YEAR FROM o2.order_date) = 2024) ASdelivering_count,
(SELECT COUNT(*) FROM orders o2 WHERE o2.company = o.company AND EXTRACT(MONTH FROM o2.order_date) = EXTRACT(MONTH FROM o.order_date) AND o2.order_status = 3 AND EXTRACT(YEAR FROM o2.order_date) = 2024) ASreceived_countFROMorders oWHEREEXTRACT(YEAR FROM o.order_date) = 2024 GROUP BYo.company,
EXTRACT(MONTH FROMo.order_date)ORDER BYo.company,month;
方案1查询语句使用了多个子查询来计算每个公司和月份的订单数量,虽然可以实现所需的功能,但也存在一些缺点:
性能问题
:
- 每个子查询都需要对
orders
表进行独立的扫描,这会导致多次重复的数据库查询,增加了数据库的负担。 - 对于大型数据集,这种多次扫描和查询的方式会导致性能显著下降。
- 每个子查询都需要对
可读性和维护性
:
- 使用多个子查询使得SQL语句变得复杂,难以阅读和理解。
- 如果需要修改或调试,需要逐个检查每个子查询,增加了维护的难度。
重复代码
:
- 相同的条件(如公司、月份、年份)在每个子查询中重复出现,导致代码冗余。
- 如果需要修改这些条件,必须在每个子查询中逐一修改,容易遗漏或出错。
索引利用
:
- 子查询可能无法有效利用索引,尤其是在没有合适的索引情况下,查询性能会进一步下降。
随后,小悦没有放弃,反而更加专注地投入到方案一的优化中。她仔细分析了初步方案的可行性,并考虑到了性能优化和数据处理效率的问题。于是,她提出了优化后的方案2(Oracle/MySql/Mssql):
SELECTcompany,
EXTRACT(MONTH FROM order_date) AS month,COUNT(*) AStotal_orders,COUNT(CASE WHEN status = 1 THEN 1 END) ASordered_count,COUNT(CASE WHEN status = 2 THEN 1 END) ASdelivering_count,COUNT(CASE WHEN status = 3 THEN 1 END) ASreceived_countFROMordersWHEREEXTRACT(YEAR FROM order_date) = 2024 GROUP BYcompany,
EXTRACT(MONTH FROMorder_date)ORDER BYcompany,month;
方案2查询语句使用了
COUNT(CASE WHEN ...)
语法,具有以下优点:
性能优化
:
- 通过在一个查询中完成所有计算,避免了多次扫描和查询数据库,从而提高了查询性能。
- 数据库引擎可以更好地优化查询计划,利用索引和缓存来加速查询。
简洁性和可读性
:
- 使用
COUNT(CASE WHEN ...)
语法使得SQL语句更加简洁,减少了冗余代码。 - 查询逻辑清晰,易于阅读和理解,便于维护和调试。
- 使用
减少重复代码
:
- 相同的条件(如公司、月份、年份)只需要在
WHERE
子句中写一次,避免了在多个子查询中重复书写相同的条件。 - 如果需要修改查询条件,只需在一个地方进行修改,减少了出错的可能性。
- 相同的条件(如公司、月份、年份)只需要在
灵活性
:
COUNT(CASE WHEN ...)
语法非常灵活,可以轻松地添加或修改条件,以适应不同的查询需求。- 可以很容易地扩展到其他状态或条件,而不需要重构整个查询。
索引利用
:
- 这种查询方式可以更好地利用索引,尤其是在有合适的索引情况下,查询性能会得到进一步提升。
小悦意识到虽然方案2的
CASE
语法可以实现需求,但使用
COUNT FILTER
语法在PostgreSQL中更为简洁高效,而且由于国产数据库大多兼容PostgreSQL,这种选择不仅提升了查询性能,还确保了代码在国产数据库环境中的广泛适用性。方案3(PostgreSQL语法):,
SELECTcompany,
EXTRACT(MONTH FROM order_date) AS month,COUNT(*) AStotal_orders,COUNT(*) FILTER (WHERE status = 1) ASordered_count,COUNT(*) FILTER (WHERE status = 2) ASdelivering_count,COUNT(*) FILTER (WHERE status = 3) ASreceived_countFROMordersWHEREEXTRACT(YEAR FROM order_date) = 2024 GROUP BYcompany,
EXTRACT(MONTH FROMorder_date)ORDER BYcompany,month;
方案3中的COUNT(*) FILTER (WHERE status = 1)` 这种语法是 SQL:2003 标准引入的一个新特性,称为"过滤聚合"(Filtered Aggregation)。
过滤聚合的出现是为了解决一些常见的 SQL 分析需求,例如:
1. 在统计订单总数的同时,也统计已完成订单的数量。
2. 在统计销售总额的同时,也统计已付款订单的销售额。
3. 在统计某个商品的总销量中,也统计该商品的正常销量和退货销量。
在传统的 SQL 中,解决这类需求通常需要使用多个子查询或者分组之后进行过滤,代码会比较复杂。
过滤聚合的出现,让这类需求的实现变得更加简单和优雅。开发者可以在聚合函数中直接加上 `FILTER (WHERE ...)` 子句,对聚合的数据进行过滤,从而得到所需的统计结果。
比如上面的例子中,`COUNT(*) FILTER (WHERE status = 1)` 就可以直接统计状态为 1 的订单数量,无需再额外添加子查询。
这种语法在 SQL:2003 标准中引入,PostgreSQL首先实现了这个语法。它极大地简化了 SQL 的编写,提高了代码的可读性和可维护性。
Oracle /MySql/MsSql,对于这个 SQL 标准的新特性,并没有直接支持,只能通过case when的形式实现。
示例,在Having中使用过滤聚合语法:
--case语法示例 SELECTcompany,
EXTRACT(MONTH FROM order_date) AS month,COUNT(*) AStotal_orders,COUNT(CASE WHEN status = 1 THEN 1 END) ASordered_count,COUNT(CASE WHEN status = 2 THEN 1 END) ASdelivering_count,COUNT(CASE WHEN status = 3 THEN 1 END) ASreceived_countFROMordersWHEREEXTRACT(YEAR FROM order_date) = 2024 GROUP BYcompany,
EXTRACT(MONTH FROMorder_date)Having COUNT(CASE WHEN status = 1 THEN 1 END)>0 ORDER BYcompany,month;--filter语法示例 SELECTcompany,
EXTRACT(MONTH FROM order_date) AS month,COUNT(*) AStotal_orders,COUNT(*) FILTER (WHERE status = 1) ASordered_count,COUNT(*) FILTER (WHERE status = 2) ASdelivering_count,COUNT(*) FILTER (WHERE status = 3) ASreceived_countFROMordersWHEREEXTRACT(YEAR FROM order_date) = 2024 GROUP BYcompany,
EXTRACT(MONTH FROMorder_date)Having COUNT(*) FILTER (WHERE status = 1)>0 ORDER BYcompany,month;