SQL窗口函数详解之排名窗口函数的使用

1. 窗口函数简介

在关系型数据库中，窗口函数是一种强大的查询工具，它提供了一种聚合函数的计算方法，可以根据某一列或多列进行排序，然后取出排序结果中的前几行或后几行，同时在这些结果上进行计算。

与普通聚合函数不同的是，窗口函数不会合并结果行，而是把结果按照指定的列进行分组，然后对每个分组进行计算，这保留了每个行的详细信息，使得查询结果更加丰富和灵活。

SQL标准定义了多种窗口函数，如排名函数、聚合函数、分布函数等，这些函数都可以配合窗口框架进行使用。本篇文章主要介绍排名函数的使用方法。

2. 排名函数介绍

排名函数是常见的窗口函数之一，它用于计算表格中某一列的排名信息，包括排名、分区排名、密度排名等，可以根据需要设置排名的方式，如升序、降序等。

排名函数的常见语法如下：

RANK() OVER (
  [ PARTITION BY partition_expression, ... ]
  ORDER BY sort_expression [ASC|DESC], ...
) 

其中函数名称可以是RANK、DENSE_RANK和ROW_NUMBER等，它们的区别在于通过相同排序字段计算出相同排名的处理方式不同。

PARTITION BY子句为可选项，如果需要根据某一列进行分区，则需要在此设置相应的列名。ORDER BY子句为必选项，它指定用于排序的列。

3. 排名函数使用案例

3.1 基本排名查询

基本排名查询用于查询某一列的排名信息，例如下面的例子，查询学生成绩表中数学排名前十的学生信息：

SELECT *
FROM (
  SELECT *,
    ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY math DESC) AS rank
  FROM score
) t
WHERE t.rank <= 10

上面的查询使用ROW_NUMBER函数随机生成一个排名，并根据math列进行降序排序，然后在外部查询中限制结果集的大小为10。

3.2 带分区查询

带分区查询是指在排名时对结果表格进行分区，例如下面的例子，查询学生成绩表格中每个班级数学成绩排名前三的学生信息：

SELECT *
FROM (
  SELECT *,
    ROW_NUMBER() OVER (
      PARTITION BY class
      ORDER BY math DESC
    ) AS rank
  FROM score
) t
WHERE t.rank <= 3

上面的查询将结果表格按照class列进行分区，并根据math列进行降序排序，然后在每个分区内再生成排名。最后限制结果集的大小为3。

3.3 带分区和密度排名查询

带分区和密度排名查询是指对结果表格进行分区并计算密度排名信息，例如下面的例子，查询学生成绩表格中每个班级数学成绩密度排名前三的学生信息：

SELECT *
FROM (
  SELECT *,
    DENSE_RANK() OVER (
      PARTITION BY class
      ORDER BY math DESC
    ) AS rank
  FROM score
) t
WHERE t.rank <= 3

上面的查询将结果表格按照class列进行分区，并根据math列进行降序排序，然后计算每个分区内的密度排名。最后限制结果集的大小为3。

4. 总结

本文介绍了窗口函数的概念和排名函数的使用方法，并通过多个案例给出了不同的排名查询示例，希望本文可以帮助读者更好地理解和运用窗口函数。