这篇文章来讲一下数据库中的聚合函数
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我们上一章讲到了 SQL 单行函数。实际上 SQL 函数还有一类,叫做聚合(或聚集、分组)函数,它是对 一组数据进行汇总的函数,输入的是一组数据的集合,输出的是单个值。
1. 聚合函数介绍
什么是聚合函数?
聚合函数作用于一组数据,并对一组数据返回一个值。
聚合函数类型:
AVG() SUM() MAX() MIN() COUNT()
聚合函数语法:
注意:
聚合函数不能嵌套调用。比如不能出现类似“AVG(SUM(字段名称))”形式的调用。
1.1 AVG和SUM函数
可以对数值型数据使用AVG(求均值)和 SUM(求和)函数。
例:
SELECT AVG(salary), MAX(salary),MIN(salary), SUM(salary) FROM employees WHERE job_id LIKE ‘%REP%’;
1.2 MIN和MAX函数
可以对任意数据类型的数据使用 MIN(最小值)和 MAX(最大值)函数。
例:
SELECT MIN(hire_date), MAX(hire_date) FROM employees;
1.3 COUNT函数
COUNT(*)返回表中记录总数,适用于任意数据类型。
例:
SELECT COUNT(*) FROM employees WHERE department_id = 50;
COUNT(expr) 返回expr不为空的记录总数
例:
SELECT COUNT(commission_pct) FROM employees WHERE department_id = 50;
问题:用count(*),count(1),count(列名)谁好呢?
其实,对于MyISAM引擎的表是没有区别的。这种引擎内部有一计数器在维护着行数。 Innodb引擎的表用count(*),count(1)直接读行数,复杂度是O(n),因为innodb真的要去数一遍。但好 于具体的count(列名)。
问题:能不能使用count(列名)替换count(*)?
不要使用 count(列名)来替代 count(*) , count(*) 是 SQL92 定义的标准统计行数的语法,跟数 据库无关,跟 NULL 和非 NULL 无关。
说明:
count(*)会统计值为 NULL 的行,而 count(列名)不会统计此列为 NULL 值的行。
2. GROUP BY
2.1 基本使用
可以使用GROUP BY子句将表中的数据分成若干组
例:
SELECT column, group_function(column) FROM table [WHERE condition] [GROUP BY group_by_expression] [ORDER BY column];
明确:
WHERE一定放在FROM后面
在SELECT列表中所有未包含在组函数中的列都应该包含在 GROUP BY子句中
例:
SELECT department_id, AVG(salary) FROM employees GROUP BY department_id
包含在 GROUP BY 子句中的列不必包含在SELECT 列表中
例:
SELECT AVG(salary) FROM employees GROUP BY department_id
2.2 使用多个列分组
例:
SELECT department_id dept_id, job_id, SUM(salary) FROM employees GROUP BY department_id, job_id
2.3 GROUP BY中使用WITH ROLLUP
使用 WITH ROLLUP 关键字之后,在所有查询出的分组记录之后增加一条记录,该记录计算查询出的所 有记录的总和,即统计记录数量。
例:
SELECT department_id,AVG(salary) FROM employees WHERE department_id > 80 GROUP BY department_id WITH ROLLUP;
注意:
当使用ROLLUP时,不能同时使用ORDER BY子句进行结果排序,即ROLLUP和ORDER BY是互相排斥的。
3. HAVING
3.1 基本使用
过滤分组:
HAVING子句
- 行已经被分组。
- 使用了聚合函数。
- 满足HAVING 子句中条件的分组将被显示。
- HAVING 不能单独使用,必须要跟 GROUP BY 一起使用。
例:
SELECT department_id, MAX(salary) FROM employees GROUP BY department_id HAVING MAX(salary)>10000 ;
非法使用聚合函数 :
不能在 WHERE 子句中使用聚合函数。
如下:
3.2 WHERE和HAVING的对比
区别1:WHERE 可以直接使用表中的字段作为筛选条件,但不能使用分组中的计算函数作为筛选条件; HAVING 必须要与 GROUP BY 配合使用,可以把分组计算的函数和分组字段作为筛选条件。
这决定了,在需要对数据进行分组统计的时候,HAVING 可以完成 WHERE 不能完成的任务。这是因为, 在查询语法结构中,WHERE 在 GROUP BY 之前,所以无法对分组结果进行筛选。HAVING 在 GROUP BY 之 后,可以使用分组字段和分组中的计算函数,对分组的结果集进行筛选,这个功能是 WHERE 无法完成 的。另外,WHERE排除的记录不再包括在分组中。
区别2:如果需要通过连接从关联表中获取需要的数据,WHERE 是先筛选后连接,而 HAVING 是先连接 后筛选。
这一点,就决定了在关联查询中,WHERE 比 HAVING 更高效。因为 WHERE 可以先筛选,用一 个筛选后的较小数据集和关联表进行连接,这样占用的资源比较少,执行效率也比较高。HAVING 则需要 先把结果集准备好,也就是用未被筛选的数据集进行关联,然后对这个大的数据集进行筛选,这样占用 的资源就比较多,执行效率也较低。
小结:
开发中的选择:
WHERE 和 HAVING 也不是互相排斥的,我们可以在一个查询里面同时使用 WHERE 和 HAVING。包含分组 统计函数的条件用 HAVING,普通条件用 WHERE。这样,我们就既利用了 WHERE 条件的高效快速,又发 挥了 HAVING 可以使用包含分组统计函数的查询条件的优点。当数据量特别大的时候,运行效率会有很 大的差别。
4. SELECT的执行过程
4.1 查询的结构
#方式1:
SELECT … , …. , …
FROM … , … , ….
WHERE 多表的连接条件
AND 不包含组函数的过滤条件
GROUP BY … , …
HAVING 包含组函数的过滤条件
ORDER BY …
ASC/DESC LIMIT … , …
#方式2:
SELECT … , …. , …
FROM …
JOIN … ON 多表的连接条件
JOIN … ON …
WHERE 不包含组函数的过滤条件
AND/OR 不包含组函数的过滤条件
GROUP BY … , …
HAVING 包含组函数的过滤条件
ORDER BY …
ASC/DESC LIMIT … , …
#其中:
#(1)from:从哪些表中筛选
#(2)on:关联多表查询时,去除笛卡尔积
#(3)where:从表中筛选的条件
#(4)group by:分组依据
#(5)having:在统计结果中再次筛选
#(6)order by:排序
#(7)limit:分页
4.2 SELECT执行顺序
你需要记住 SELECT 查询时的两个顺序:
1. 关键字的顺序是不能颠倒的:
SELECT … FROM … WHERE … GROUP BY … HAVING … ORDER BY … LIMIT…
2.SELECT 语句的执行顺序
(在 MySQL 和 Oracle 中,SELECT 执行顺序基本相同):
FROM –> WHERE –> GROUP BY –> HAVING –> SELECT 的字段 –> DISTINCT
–> ORDER BY –> LIMIT
比如你写了一个 SQL 语句,那么它的关键字顺序和执行顺序是下面这样的:
在 SELECT 语句执行这些步骤的时候,每个步骤都会产生一个 虚拟表 ,然后将这个虚拟表传入下一个步 骤中作为输入。需要注意的是,这些步骤隐含在 SQL 的执行过程中,对于我们来说是不可见的。
4.3 SQL 的执行原理
SELECT 是先执行 FROM 这一步的。在这个阶段,如果是多张表联查,还会经历下面的几个步骤:
- 首先先通过 CROSS JOIN 求笛卡尔积,相当于得到虚拟表 vt(virtual table)1-1;
- 通过 ON 进行筛选,在虚拟表 vt1-1 的基础上进行筛选,得到虚拟表 vt1-2;
- 添加外部行。如果我们使用的是左连接、右链接或者全连接,就会涉及到外部行,也就是在虚拟 表 vt1-2 的基础上增加外部行,得到虚拟表 vt1-3。
当然如果我们操作的是两张以上的表,还会重复上面的步骤,直到所有表都被处理完为止。这个过程得 到是我们的原始数据。
当我们拿到了查询数据表的原始数据,也就是最终的虚拟表
vt1
,就可以在此基础上再进行
WHERE 阶 段
。在这个阶段中,会根据
vt1 表
的结果进行筛选过滤,得到虚拟表
vt2
。
然后进入第三步和第四步,也就是
GROUP 和 HAVING 阶段
。在这个阶段中,实际上是在
虚拟表 vt2
的 基础上进行分组和分组过滤,得到中间的
虚拟表 vt3 和 vt4
。
当我们完成了条件筛选部分之后,就可以筛选表中提取的字段,也就是进入到
SELECT 和 DISTINCT 阶段
。
首先在
SELECT 阶段
会提取想要的字段,然后在
DISTINCT 阶段
过滤掉重复的行,分别得到中间的
虚拟表 vt5-1 和 vt5-2
。
当我们提取了想要的字段数据之后,就可以按照指定的字段进行排序,也就是
ORDER BY 阶段
,得到
虚拟表 vt6
。
最后在
vt6
的基础上,取出指定行的记录,也就是
LIMIT 阶段
,得到最终的结果,对应的是
虚拟表 vt7
。
当然我们在写
SELECT 语句
的时候,不一定存在所有的关键字,相应的阶段就会省略。
同时因为 SQL 是一门类似英语的结构化查询语言,所以我们在写 SELECT 语句的时候,还要注意相应的 关键字顺序,
所谓底层运行的原理,就是我们刚才讲到的执行顺序。
MySQL的聚合函数比较重要,需要掌握