sql – 如何在窗口函数中使用环形数据结构

发布时间：2020-12-12 07:29:03 所属栏目：MsSql教程来源：网络整理

导读：我有数据以环形结构(或 circular buffer)排列,也就是说它可以表示为循环的序列：…- 1-2-3-4-5-1-2-3 -….查看此图片以了解5部分戒指：我想创建一个窗口查询,可以将滞后和铅项目组合成一个三点数组,但我无法弄明白.例如,在5部分环的第1部分,滞后/超前序列是5

我有数据以环形结构(或 circular buffer)排列,也就是说它可以表示为循环的序列：…- 1-2-3-4-5-1-2-3 -….查看此图片以了解5部分戒指：

我想创建一个窗口查询,可以将滞后和铅项目组合成一个三点数组,但我无法弄明白.例如,在5部分环的第1部分,滞后/超前序列是5-1-2,或者部分4是3-4-5.

以下是两个具有不同数量部件的环的示例表(每个环总是多于三个)：

create table rp (ring int,part int);
insert into rp(ring,part) values(1,generate_series(1,5));
insert into rp(ring,part) values(2,7));

这是一个几乎成功的查询：

SELECT ring,part,array[
    lag(part,1,NULL) over (partition by ring),lead(part,1) over (partition by ring)
    ] AS neighbours
FROM rp;

 ring | part | neighbours
------+------+------------
    1 |    1 | {NULL,2}
    1 |    2 | {1,2,3}
    1 |    3 | {2,3,4}
    1 |    4 | {3,4,5}
    1 |    5 | {4,5,1}
    2 |    1 | {NULL,2}
    2 |    2 | {1,3}
    2 |    3 | {2,4}
    2 |    4 | {3,5}
    2 |    5 | {4,6}
    2 |    6 | {5,6,7}
    2 |    7 | {6,7,1}
(12 rows)

我唯一需要做的就是用每个环的终点替换NULL,这是最后一个值.现在,随着lag and lead window functions,there is a last_value function这将是理想的.但是,这些不能嵌套：

SELECT ring,last_value(part) over (partition by ring)) over (partition by ring),1) over (partition by ring)
    ] AS neighbours
FROM rp;
ERROR:  window function calls cannot be nested
LINE 2:     lag(part,last_value(part) over (partition by ring)) ...

更新.感谢@ Justin建议使用coalesce来避免嵌套窗口函数.此外,许多人已经指出,第一个/最后一个值需要通过环序列的明确顺序,这恰好是该示例的一部分.所以稍微随机化输入数据：

create table rp (ring int,part) select 1,5) order by random();
insert into rp(ring,part) select 2,7) order by random();

解决方法

>像 @Justin provided一样使用 COALESCE.
>使用first_value()/ last_value(),您需要向窗口定义添加ORDER BY子句,或者未定义顺序.你刚才在这个例子中很幸运,因为在创建虚拟表之后,这些行恰好按顺序排列.
添加ORDER BY后,默认窗口框架将在当前行结束,您需要特殊情况下调用last_value() – 或者在窗口框架中恢复排序顺序,如我的第一个示例中所示.
>多次重用窗口定义时,显式的WINDOW子句简化了语法：

SELECT ring,ARRAY[
          coalesce(
             lag(part) OVER w,first_value(part) OVER (PARTITION BY ring ORDER BY part DESC)),coalesce(
             lead(part) OVER w,first_value(part) OVER w)
         ] AS neighbours
FROM   rp
WINDOW w AS (PARTITION BY ring ORDER BY part);

更好的是,重用相同的窗口定义,因此Postgres可以在单次扫描中计算所有值.为此,我们需要定义一个自定义窗口框架：

SELECT ring,last_value(part) OVER w),first_value(part) OVER w)
         ] AS neighbours
FROM   rp
WINDOW w AS (PARTITION BY ring
             ORDER BY part
             RANGE BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING
                       AND UNBOUNDED FOLLOWING)
ORDER  BY 1,2;

您甚至可以调整每个窗口函数调用的帧定义：

SELECT ring,last_value(part) OVER (w RANGE BETWEEN CURRENT ROW
                                                AND UNBOUNDED FOLLOWING)),first_value(part) OVER w)
         ] AS neighbours
FROM   rp
WINDOW w AS (PARTITION BY ring ORDER BY part)
ORDER  BY 1,2;

对于具有许多部件的环,可能会更快.你必须测试.

SQL Fiddle展示了所有三个改进的测试用例.考虑查询计划.

有关窗框定义的更多信息：

> In the manual.
> PostgreSQL window function: partition by comparison
> PostgreSQL query with max and min date plus associated id per row

（编辑：李大同）

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