聚合函数
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一、前言
在数据库管理系统中,SQL(结构化查询语言)的聚集函数扮演着至关重要的角色。它们能够对一组值执行计算,并返回单个值,为数据分析与决策提供了极大的便利。聚集函数不仅简化了复杂的数据处理任务,还使得数据的统计与汇总变得高效且准确。
常见的SQL聚集函数包括求和(SUM)、平均值(AVG)、最大值(MAX)、最小值(MIN)以及计数(COUNT)等。这些函数能够快速地处理大量数据,提取出关键信息,帮助用户更好地了解数据的分布与特征。
随着大数据时代的到来,数据的规模与复杂性不断增加,SQL聚集函数的重要性也日益凸显。它们为数据科学家、分析师以及开发者提供了强大的工具,使得数据的挖掘与分析变得更加深入与精准。因此,深入了解和掌握SQL聚集函数的使用方法,对于提升数据处理能力和优化决策过程具有重要意义。
二、概述
聚集函数把输入的集合,通过计算得到一个单一值,在postgresql 中内建了许多聚集函数,满足常用的统计分析,主要分为以下几类:
- 通用聚集函数
- 统计性聚集函数
- 有序集聚集函数
- 假想集聚集
在这里我们分享几个经常用到的通用聚集函数 avg, max,min,sum,count,和字符串连接,以及用于分析偏差的聚集函数。
三、语法介绍
一个聚集表达式表示在由一个查询选择的行上应用一个聚集函数。一个聚集函数将多个输入减少到一个单一输出值,例如对输入的求和或平均。一个聚集表达式的语法是下列之一:
aggregate_name (column1 [ , … ] [ order_by_clause ] )
aggregate_name (DISTINCT column1 [ , … ] [ order_by_clause ] )
aggregate_name ( * )
说明:
-
这里aggregate_name是一个聚集函数名称,
-
column1是一个表的列名,一般聚集函数会对每一行进行计算,当指定distinct时,重复值只参与计算一次;
-
可选order by 子句对指定列进行排序,当然对于max,min 来讲排序是没有意义的,而对于字符串连接来讲,可以指定结果的显示次序;
-
当输入为
*
时,所有列都会参与计算; -
大部分聚集函数忽略空输入,这样其中一个或多个表达式得到空值的行将被丢弃;
下面来介绍几个常用的集聚函数。
四、通用聚集函数
这里列举一些常用的聚集函数。
平均值 avg
avg 计算指定列的算术平均值,它可以输入的类型,以及对应的输出类型有:
- avg ( smallint ) → numeric
- avg ( integer ) → numeric
- avg ( bigint ) → numeric
- avg ( numeric ) → numeric
- avg ( real ) → double precision
- avg ( double precision ) → double precision
- avg ( interval ) → interval
计算所有非空输入值的平均值(算术平均值),可以看到avg
内置的求平均函数,适配了各种数值类型;
最大值 max
max 计算非空输入值的最大值;
- max ( type ) → type 与输入类型相同
type 类型可以是任何数字、字符串、日期/时间或enum类型, 以及inet, interval, money, oid, pg_lsn,tid和任何这些类型的数组。
最小值 min
min 计算非空输入值的最小值;
- min ( type ) → type 与输入类型相同
type 类型可以是任何数字、字符串、日期/时间或enum类型, 以及inet, interval,money, oid, pg_lsn,tid和任何这些类型的数组。
求和 sum
sum
计算非空输入值的总和;它可以支持以下类型的输入,同时对应输出类型:
- sum ( smallint ) → bigint
- sum ( integer ) → bigint
- sum ( bigint ) → numeric
- sum ( numeric ) → numeric
- sum ( real ) → real
- sum ( double precision ) → double precision
- sum ( interval ) → interval
- sum ( money ) → money
与avg
相比,这里多了一种money
类型。
行数统计 count
count
计算输入值不为空的输入行的数量, 有两种写法:
- count ( * ) → bigint
- count ( column1 ) → bigint
一种是*
,它是计算所有行的数量;而另一种传入列名,这时只计算当前列的非空值的行数,如果当前列没有非空值,那么与前一种结果相同。
当然还有一种常见的写法count(1)
,这里传入常量1,它的结果与第一种写法相同,计算所有行的行数量。
下面通过一个例子来看一下效果:
postgres=# select * from products ;
product_id | product_name | price | category
------------+--------------+---------+----------
2 | shirt | 202.40 | type2
3 | cake | 37.80 | type4
5 | hat | 88.40 | type2
6 | milk | 19.80 | type4
1 | iphone | 8999.01 | type5
7 | keyboard | 92.01 | type5
4 | pencil | 8.20 | type1
8 | desk | 120.00 |
(8 rows)
postgres=# select count(1) from products ;
count
-------
8
(1 row)
postgres=# select count(category) from products ;
count
-------
7
(1 row)
postgres=# select count(distinct category) from products ;
count
-------
4
(1 row)
这里使用列名category统计,就会排除空值行,当然还可以对列的值进行去重distinct, 之后统计实际类型的数量。
字符串连接 string_agg
string_agg
连接非空输入值到字符串中,支持两种输入类型:
- string_agg ( value text, delimiter text ) → text
- string_agg ( value bytea, delimiter bytea ) → bytea
value是输入的内容,delimiter是分隔符,
第一个值之后的每个值前面都有相应的分隔符(delimiter)(如果它不为空);
postgres=# select string_agg(product_name,',') from products ;
string_agg
-------------------------------------------------
shirt,cake,hat,milk,iphone,keyboard,pencil,desk
(1 row)
可以看到,经过字符串连接之后,产品名之间按指定分隔符进行连接起来。
五、统计类聚集函数
当做一些简单的统计分析时,可以使用统计学中的公式进行计算,这里只列了几个常用的,通过类似的命名可以查看postgresql帮助文档,已经内置了很多统计类型的聚集函数。
平方和
- regr_sxx ( Y double precision, X double precision ) → double precision
计算自变量的“平方和” ,计算公式为:sum(X2) - sum(X)2/N.
postgres=# select regr_sxx(product_id,price) from products ;
regr_sxx
-------------------
69613296.20214999
(1 row)
- regr_syy ( Y double precision, X double precision ) → double precision
计算因变量的“平方和”,计算公式为: sum(Y2) - sum(Y)2/N.
postgres=# select regr_syy(product_id,price) from products ;
regr_syy
----------
42
(1 row)
注意,这里的Y 是前面一个输入。
乘积和
- regr_sxy ( Y double precision, X double precision ) → double precision
计算独立变量乘以因变量的“交叉积和”, ,计算公式为:sum(X*Y) - sum(X) * sum(Y)/N.
标准差
计算输入值的样本标准差;
- stddev_samp ( numeric_type ) → double precision / numeric
在输入值为real 或 double precision类型时,输出值类型为 double precision,其它数值类型时为 numeric。
postgres=# select stddev_samp(price) from products ;
stddev_samp
-------------------
3153.530814865639
(1 row)
标准方差
计算输入值的样本方差(样本标准差的平方);
- var_samp ( numeric_type ) → double precision / numeric
在输入值为real 或 double precision类型时,输出值类型为 double precision,其它数值类型时为 numeric。
六、总结
本文分享了通用类型和统计类型的常用聚集函数,它们经常被使用到,也是数据库中对数据使用的一些常见方式,还有很多类似的聚集函数,可以查看postgresql帮助手册。
七、结尾
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