10. 分组数据「SQL必知必会 第5版」
前言
本系列是个人看 《SQL必知必会(第5版)》 的记录,需要的数据可以通过 建表 和 导入数据 下载导入.
正文
本节介绍如何分组数据,以便汇总表内容的子集。这涉及两个新SELECT
语句子句:GROUP BY
子句和 HAVING
子句。
数据分组
从上节得知,使用 SQL
聚集函数可以汇总数据。这样,我们就能够对行进行计数,计算和与平均数,不检索所有数据就获得最大值和最小值。
目前为止的所有计算都是在表的所有数据或匹配特定的WHERE
子句的数据上进行的。比如下面的例子返回供应商 DLL01
提供的产品数目:
输入👇🏻
SELECT COUNT(*) AS num_prods
FROM Products
WHERE vend_id = 'DLL01';
输出👇🏻
num_prods
-----------
4
如果要返回每个供应商提供的产品数目,该怎么办?或者返回只提供一项产品的供应商的产品,或者返回提供 10 个以上产品的供应商的产品, 怎么办?
这就是分组大显身手的时候了。使用分组可以将数据分为多个逻辑组, 对每个组进行聚集计算。
创建分组
分组是使用 SELECT
语句的 GROUP BY
子句建立的。理解分组的最好办法是看一个例子:
输入👇🏻
SELECT vend_id, COUNT(*) AS num_prods
FROM Products
GROUP BY vend_id;
输出👇🏻
vend_id num_prods
------- ---------
BRS01 3
DLL01 4
FNG01 2
分析👇🏻
上面的 SELECT
语句指定了两个列:vend_id
包含产品供应商的 ID
, num_prods
为计算字段(用 COUNT(*)
函数建立)。GROUP BY
子句指示DBMS
按 vend_id
排序并分组数据。这就会对每个 vend_id
而不是整个表计算num_prods
一次。从输出中可以看到,供应商 BRS01
有 3
个产品,供应商 DLL01
有 4
个产品,而供应商 FNG01
有 2
个产品。
因为使用了 GROUP BY
,就不必指定要计算和估值的每个组了。系统会自动完成。GROUP BY
子句指示 DBMS
分组数据,然后对每个组而不是整个结果集进行聚集。
在使用 GROUP BY
子句前,需要知道一些重要的规定。
GROUP BY
子句可以包含任意数目的列,因而可以对分组进行嵌套, 更细致地进行数据分组。- 如果在
GROUP BY
子句中嵌套了分组,数据将在最后指定的分组上进行汇总。换句话说,在建立分组时,指定的所有列都一起计算(所以不能从个别的列取回数据)。 GROUP BY
子句中列出的每一列都必须是检索列或有效的表达式(但不能是聚集函数)。如果在SELECT
中使用表达式,则必须在GROUP BY
子句中指定相同的表达式。不能使用别名。- 大多数 SQL 实现不允许
GROUP BY
列带有长度可变的数据类型(如文本或备注型字段)。 - 除聚集计算语句外,
SELECT
语句中的每一列都必须在GROUP BY
子句中给出。 - 如果分组列中包含具有
NULL
值的行,则NULL
将作为一个分组返回。如果列中有多行NULL
值,它们将分为一组。 GROUP BY
子句必须出现在WHERE
子句之后,ORDER BY
子句之前。
提示:
ALL
子句Microsoft SQL Server
等有些SQL
实现在GROUP BY
中支持可选的ALL
子句。这个子句可用来返回所有分组,即使是没有匹配行的分组也返回(在此情况下,聚集将返回NULL
)。具体的DBMS
是否支持ALL
,请参阅相应的文档。
注意:通过相对位置指定列
有的SQL
实现允许根据SELECT
列表中的位置指定GROUP BY
的列。 例如,GROUP BY 2, 1
可表示按选择的第二个列分组,然后再按第一个列分组。虽然这种速记语法很方便,但并非所有SQL
实现都支持,并且使用它容易在编辑SQL
语句时出错。
过滤分组
除了能用 GROUP BY
分组数据外,SQL
还允许过滤分组,规定包括哪些分组,排除哪些分组。例如,你可能想要列出至少有两个订单的所有顾客。为此,必须基于完整的分组而不是个别的行进行过滤。
我们已经看到了 WHERE
子句的作用(
第4节 过滤数据
提及)。但是,在这个例子中 WHERE
不能完成任务,因为 WHERE
过滤指定的是行而不是分组。事实上,WHERE
没有分组的概念。
那么,不使用 WHERE
使用什么呢?SQL
为此提供了另一个子句,就是HAVING
子句。HAVING
非常类似于 WHERE
。事实上,目前为止所学过的所有类型的 WHERE
子句都可以用 HAVING
来替代。唯一的差别是,WHERE
过滤行,而 HAVING
过滤分组。
提示:HAVING 支持所有 WHERE 操作符
在 第4节 过滤数据 和 第5节 高阶数据过滤 中,我们学习了WHERE
子句的条件(包括通配符条件和带多个操作符的子句)。学过的这些有关WHERE
的所有技术和选 项都适用于HAVING
。它们的句法是相同的,只是关键字有差别。
那么,怎么过滤分组呢?请看以下的例子:
输入👇🏻
SELECT cust_id, COUNT(*) AS orders
FROM Orders
GROUP BY cust_id
HAVING COUNT(*) >= 2;
输出👇🏻
cust_id orders
---------- -----------
1000000001 2
分析👇🏻
这条 SELECT
语句的前三行类似于上面的语句。最后一行增加了 HAVING
子句,它过滤 COUNT(*) >= 2
(两个以上订单)的那些分组。
可以看到,WHERE
子句在这里不起作用,因为过滤是基于分组聚集值, 而不是特定行的值。
说明:
HAVING
和WHERE
的差别
这里有另一种理解方法,WHERE
在数据分组前进行过滤,HAVING
在数据分组后进行过滤。这是一个重要的区别,WHERE
排除的行不包括在 分组中。这可能会改变计算值,从而影响HAVING
子句中基于这些值过滤掉的分组。
那么,有没有在一条语句中同时使用 WHERE
和HAVING
子句的需要呢?事实上,确实有。假如想进一步过滤上面的语句,使它返回过去 12 个月内具有两个以上订单的顾客。为此,可增加一条 WHERE
子句,过滤出过去 12 个月内下过的订单,然后再增加 HAVING
子句过滤出具有两个以上订单的分组。
为了更好地理解,来看下面的例子,它列出具有两个以上产品且其价格大于等于 4
的供应商:
输入👇🏻
SELECT vend_id, COUNT(*) AS num_prods
FROM Products
WHERE prod_price >= 4
GROUP BY vend_id
HAVING COUNT(*) >= 2;
输出👇🏻
vend_id num_prods
------- -----------
BRS01 3
FNG01 2
分析👇🏻
这条语句中,第一行是使用了聚集函数的基本 SELECT
语句,很像前面的例子。WHERE
子句过滤所有 prod_price
至少为 4
的行,然后按 vend_id
分组数据,HAVING
子句过滤计数为 2
或 2
以上的分组。如果没有 WHERE
子句,就会多检索出一行(供应商 DLL01
,销售 4
个产品,价格都在 4
以下):
输入👇🏻
SELECT vend_id, COUNT(*) AS num_prods
FROM Products
GROUP BY vend_id HAVING COUNT(*) >= 2;
输出👇🏻
vend_id num_prods
------- -----------
BRS01 3
DLL01 4
FNG01 2
分组和排序
GROUP BY
和 ORDER BY
经常完成相同的工作,但它们非常不同,理解这一点很重要。下表汇总了它们之间的差别。
ORDER BY | GROUP BY |
---|---|
对产生的输出排序 | 对行分组,但输出可能不是分组的顺序 |
任意列都可以使用(甚至非选择的列也可以使用) | 只可能使用选择列或表达式列,而且必须使用每个选择列表达式 |
不一定需要 | 如果与聚集函数一起使用列(或表达式),则必须使用 |
上表中列出的第一项差别极为重要。我们经常发现,用 GROUP BY
分组的数据确实是以分组顺序输出的。但并不总是这样,这不是 SQL
规范所要求的。此外,即使特定的 DBMS 总是按给出的 GROUP BY
子句排序数据,用户也可能会要求以不同的顺序排序。就因为你以某种方式分组数据(获得特定的分组聚集值),并不表示你需要以相同的方式排序输出。应该提供明确的 ORDER BY
子句,即使其效果等同于 GROUP BY
子句。
提示:不要忘记
ORDER BY
一般在使用GROUP BY
子句时,应该也给出ORDER BY
子句。这是保证数据正确排序的唯一方法。千万不要仅依赖GROUP BY
排序数据。
为说明GROUP BY
和ORDER BY
的使用方法,来看一个例子。下面的SELECT
语句类似于前面那些例子。它检索包含三个或更多物品的订单号和订购物品的数目:
输入👇🏻
SELECT order_num, COUNT(*) AS items
FROM OrderItems
GROUP BY order_num
HAVING COUNT(*) >= 3;
输出👇🏻
order_num items
--------- -----
20006 3
20007 5
20008 5
20009 3
要按订购物品的数目排序输出,需要添加 ORDER BY
子句,如下所示:
输入👇🏻
SELECT order_num, COUNT(*) AS items
FROM OrderItems
GROUP BY order_num
HAVING COUNT(*) >= 3
ORDER BY items, order_num;
输出👇🏻
order_num items
--------- -----
20006 3
20009 3
20007 5
20008 5
分析👇🏻
在这个例子中,使用 GROUP BY
子句按订单号(order_num
列)分组数据,以便 COUNT(*)
函数能够返回每个订单中的物品数目。HAVING
子句过滤数据,使得只返回包含三个或更多物品的订单。最后,用 ORDER BY
子句排序输出。
SELECT
子句顺序
下面回顾一下 SELECT
语句中子句的顺序。下表以在 SELECT
语句中使用时必须遵循的次序,列出迄今为止所学过的子句。
子句 | 说明 | 是否必须使用 |
---|---|---|
SELECT | 要返回的列或表达式 | 是 |
FROM | 从中检索的表 | 仅在从表选择数据时使用 |
WHERE | 行级过滤 | 否 |
GROUP BY | 分组说明 | 仅在按组计算聚集时使用 |
HAVING | 组级过滤 | 否 |
ORDER BY | 输出排序顺序 | 否 |
小结
上一课介绍了如何用 SQL
聚集函数对数据进行汇总计算。这一课讲授了如何使用 GROUP BY
子句对多组数据进行汇总计算,返回每个组的结果。我们看到了如何使用 HAVING
子句过滤特定的组,还知道了 ORDER BY
和 GROUP BY
之间以及 WHERE
和 HAVING
之间的差异。