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聚合函數(shù)是 SQL 中非常重要的一類函數(shù)，它們能夠?qū)σ唤M值進(jìn)行計(jì)算，并返回單一結(jié)果。這些函數(shù)在數(shù)據(jù)分析、報(bào)表生成和復(fù)雜查詢中扮演著關(guān)鍵角色。本文將深入探討 SQLite 聚合函數(shù)的各個(gè)方面，包括其定義、類型、用法、高級特性以及最佳實(shí)踐。

什么是聚合函數(shù)？

聚合函數(shù)是對一組值執(zhí)行計(jì)算并返回單個(gè)結(jié)果的函數(shù)。它們通常用于數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)表生成。聚合函數(shù)在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)特別有用，可以快速提供數(shù)據(jù)的概覽和洞察。

SQLite 中的標(biāo)準(zhǔn)聚合函數(shù)

SQLite 提供了以下標(biāo)準(zhǔn)聚合函數(shù)：

1. count()
   ：計(jì)算行數(shù)或非 NULL 值的數(shù)量。
2. sum()
   ：計(jì)算一組數(shù)值的總和。
3. avg()
   ：計(jì)算一組數(shù)值的平均值。
4. max()
   ：返回一組值中的最大值。
5. min()
   ：返回一組值中的最小值。
6. group_concat()
   ：將一組字符串連接成一個(gè)字符串。
7. total()
   ：類似于 sum()，但返回浮點(diǎn)數(shù)。

準(zhǔn)備測試數(shù)據(jù)

-- 創(chuàng)建員工表  
CREATE 
TABLE employees (  
    
id 
INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,  
    
name 
TEXT 
NOT 
NULL,  
    department TEXT 
NOT 
NULL,  
    salary REAL  

);  

-- 創(chuàng)建部門字段的索引以優(yōu)化GROUP BY查詢  
CREATE 
INDEX idx_department ON employees(department);  

-- 插入示例數(shù)據(jù)  
INSERT 
INTO employees (name, department, salary) VALUES  

('張三', '人力資源', 60000),  
('李四', '工程部', 75000),  
('王五', '人力資源', 50000),  
('趙六', '工程部', 80000),  
('錢七', '銷售部', 55000),  
('孫八', '銷售部', 45000),  
('周九', '工程部', 70000),  
('吳十', '人力資源', 48000),  
('鄭十一', '銷售部', 62000),  
('劉十二', '工程部', 85000);  

聚合函數(shù)的基本用法

以下是一些基本用法示例：

-- 計(jì)算總行數(shù)
SELECT 
count(*) FROM employees;

-- 計(jì)算工資總和
SELECT 
sum(salary) FROM employees;

-- 計(jì)算平均工資
SELECT 
avg(salary) FROM employees;

-- 找出最高工資
SELECT 
max(salary) FROM employees;

-- 找出最低工資
SELECT 
min(salary) FROM employees;

-- 連接所有員工姓名
SELECT 
group_concat(name, ', ') FROM employees;

GROUP BY 子句與聚合函數(shù)

GROUP BY 子句通常與聚合函數(shù)一起使用，用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行分組計(jì)算：

-- 按部門計(jì)算平均工資
SELECT department, avg(salary) AS avg_salary
FROM employees
GROUP 
BY department;

-- 計(jì)算每個(gè)部門的員工數(shù)量
SELECT department, count(*) AS employee_count
FROM employees
GROUP 
BY department;

HAVING 子句

HAVING 子句用于過濾分組后的結(jié)果：

-- 找出平均工資超過 50000 的部門
SELECT department, avg(salary) AS avg_salary
FROM employees
GROUP 
BY department
HAVING avg_salary > 50000;

窗口函數(shù)中的聚合

從 SQLite 3.25.0 版本開始，支持窗口函數(shù)，這允許在更復(fù)雜的場景中使用聚合函數(shù)：

-- 計(jì)算每個(gè)員工的工資和部門平均工資
SELECT 
name, salary,
       
avg(salary) OVER (PARTITION 
BY department) AS dept_avg_salary
FROM employees;

-- 計(jì)算累計(jì)工資總和
SELECT 
name, salary,
       
sum(salary) OVER (ORDER 
BY salary) AS running_total
FROM employees;

自定義聚合函數(shù)

SQLite 允許創(chuàng)建自定義聚合函數(shù)。這通常通過 C API 或特定語言的綁定來實(shí)現(xiàn)。例如，可以創(chuàng)建一個(gè)計(jì)算中位數(shù)的函數(shù)：

// C 代碼示例（簡化版）
static 
void 
medianStep(sqlite3_context *context, int argc, sqlite3_value **argv) 
{
    
// 實(shí)現(xiàn)步驟邏輯
}

static 
void 
medianFinalize(sqlite3_context *context) 
{
    
// 實(shí)現(xiàn)最終計(jì)算邏輯
}

// 注冊函數(shù)
sqlite3_create_function(db, "median", 1, SQLITE_UTF8, NULL, NULL, medianStep, medianFinalize);

使用自定義函數(shù)：

SELECT 
median(salary) FROM employees;

聚合函數(shù)的高級用法

1. 條件聚合

   使用 CASE 語句進(jìn)行條件聚合：

SELECT 

  
count(CASE 
WHEN salary > 50000 
THEN 
1 
END) AS high_salary_count,
  
count(CASE 
WHEN salary <= 50000 
THEN 
1 
END) AS low_salary_count
FROM employees;

1. 嵌套聚合

   在某些情況下可以嵌套使用聚合函數(shù)：

SELECT 
avg(total_salary) AS avg_dept_total
FROM (
  
SELECT department, sum(salary) AS total_salary
  
FROM employees
  
GROUP 
BY department
);

1. 聚合函數(shù)與子查詢

SELECT 
name, salary,
  (SELECT 
avg(salary) FROM employees) AS overall_avg_salary
FROM employees;

聚合函數(shù)與 NULL 值

聚合函數(shù)處理 NULL 值的方式：

• count(*)
  ：包括 NULL 值在內(nèi)的所有行。
• count(column)
  ：不包括 NULL 值。
• sum(), avg(), max(), min()
  ：忽略 NULL 值。

示例：

SELECT 

  
count(*) AS total_rows,
  
count(salary) AS salary_count,
  
avg(salary) AS avg_salary
FROM employees;

聚合函數(shù)的性能考慮

1. 索引使用
   ：確保 GROUP BY 子句中的列有適當(dāng)?shù)乃饕?/span>
2. 內(nèi)存使用
   ：大量數(shù)據(jù)的聚合可能消耗大量內(nèi)存。
3. 分批處理
   ：對于大數(shù)據(jù)集，考慮分批處理或使用臨時(shí)表。
4. 避免過度使用
   ：復(fù)雜的聚合查詢可能影響性能，考慮在應(yīng)用層處理部分邏輯。

結(jié)論

SQLite 的聚合函數(shù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和生成報(bào)告的強(qiáng)大工具。從基本的計(jì)數(shù)和求和到復(fù)雜的條件聚合和窗口函數(shù)，這些功能為數(shù)據(jù)處理提供了極大的靈活性。正確使用聚合函數(shù)不僅可以簡化查詢邏輯，還能顯著提高數(shù)據(jù)處理的效率。