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PostgreSQL 高階函數(shù)詳解
PostgreSQL 是一款功能強(qiáng)大的開源關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),以其豐富的功能和高擴(kuò)展性著稱。在數(shù)據(jù)處理和分析方面,PostgreSQL 提供了一系列高階函數(shù),可以極大地簡化和優(yōu)化各種復(fù)雜操作。本文將詳細(xì)介紹 PostgreSQL 的高階函數(shù),涵蓋遞歸查詢、數(shù)學(xué)函數(shù)、集合操作符、字符串函數(shù)、JSON 函數(shù)、時(shí)間函數(shù)、聚合函數(shù)以及地理空間函數(shù)。通過全面的示例和詳盡的解釋,幫助你深入理解和靈活運(yùn)用這些高階函數(shù),提高數(shù)據(jù)處理的效率和效果。
1. 遞歸查詢(Recursive Queries)
遞歸查詢用于處理層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),如組織結(jié)構(gòu)或目錄樹。
1.1 WITH RECURSIVE
-
示例: 計(jì)算組織結(jié)構(gòu)的所有下屬員工。
WITH RECURSIVE org_chart AS (SELECTemployee_id,manager_id,employee_nameFROMemployeesWHEREmanager_id IS NULLUNION ALLSELECTe.employee_id,e.manager_id,e.employee_nameFROMemployees eINNER JOINorg_chart oONe.manager_id = o.employee_id ) SELECT* FROMorg_chart;
解釋:
WITH RECURSIVE
:定義遞歸查詢。UNION ALL
:將遞歸結(jié)果與基本結(jié)果合并。- 第一部分選擇頂級(jí)員工(沒有經(jīng)理的員工),第二部分遞歸地選擇所有下屬員工。
1.2 LATERAL
-
示例: 使用 LATERAL 展開一個(gè)數(shù)組。
SELECTemployee,unnest(departments) AS department FROMemployees CROSS JOIN LATERALunnest(departments);
解釋:
CROSS JOIN LATERAL
:允許在查詢的每一行中引用前面的列。unnest(departments)
:將數(shù)組展開成多行。
2. 數(shù)學(xué)函數(shù)(Mathematical Functions)
數(shù)學(xué)函數(shù)用于執(zhí)行各種數(shù)學(xué)計(jì)算。
2.1 ABS
-
示例: 計(jì)算工資的絕對(duì)值。
SELECTemployee,salary,ABS(salary) AS abs_salary FROMemployees;
解釋:
ABS(salary)
計(jì)算工資的絕對(duì)值。
2.2 ROUND
-
示例: 將工資四舍五入到最近的整數(shù)。
SELECTemployee,salary,ROUND(salary) AS rounded_salary FROMemployees;
解釋:
ROUND(salary)
將工資四舍五入到最近的整數(shù)。
2.3 CEIL
和 FLOOR
-
示例: 計(jì)算工資的天花板值和地板值。
SELECTemployee,salary,CEIL(salary) AS ceil_salary,FLOOR(salary) AS floor_salary FROMemployees;
解釋:
CEIL(salary)
:向上取整工資。FLOOR(salary)
:向下取整工資。
2.4 POWER
-
示例: 計(jì)算工資的平方。
SELECTemployee,salary,POWER(salary, 2) AS salary_squared FROMemployees;
解釋:
POWER(salary, 2)
計(jì)算工資的平方。
2.5 SQRT
-
示例: 計(jì)算工資的平方根。
SELECTemployee,salary,SQRT(salary) AS salary_sqrt FROMemployees;
解釋:
SQRT(salary)
計(jì)算工資的平方根。
2.6 RANDOM
-
示例: 生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)。
SELECTemployee,salary,RANDOM() AS random_value FROMemployees;
解釋:
RANDOM()
生成一個(gè) 0 到 1 之間的隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)。
2.7 TRUNC
-
示例: 截?cái)喙べY到小數(shù)點(diǎn)后的指定位置。
SELECTemployee,salary,TRUNC(salary, 2) AS truncated_salary FROMemployees;
解釋:
TRUNC(salary, 2)
將工資截?cái)嗟叫?shù)點(diǎn)后 2 位。
3. 集合操作符(Set Operators)
集合操作符用于處理和組合結(jié)果集。
3.1 UNION
-
示例: 合并兩個(gè)不同部門的員工列表。
SELECTemployee_name FROMemployees WHEREdepartment = 'Sales' UNION SELECTemployee_name FROMemployees WHEREdepartment = 'Marketing';
解釋:
UNION
合并兩個(gè)結(jié)果集,并自動(dòng)去重。
3.2 UNION ALL
-
示例: 合并兩個(gè)部門的員工列表,包括重復(fù)的員工。
SELECTemployee_name FROMemployees WHEREdepartment = 'Sales' UNION ALL SELECTemployee_name FROMemployees WHEREdepartment = 'Marketing';
解釋:
UNION ALL
合并兩個(gè)結(jié)果集,包括重復(fù)的行。
3.3 INTERSECT
-
示例: 查找兩個(gè)部門共有的員工。
SELECTemployee_name FROMemployees WHEREdepartment = 'Sales' INTERSECT SELECTemployee_name FROMemployees WHEREdepartment = 'Marketing';
解釋:
INTERSECT
返回兩個(gè)結(jié)果集的交集。
3.4 EXCEPT
-
示例: 查找只在銷售部門工作的員工,不在市場部門工作的員工。
SELECTemployee_name FROMemployees WHEREdepartment = 'Sales' EXCEPT SELECTemployee_name FROMemployees WHEREdepartment = 'Marketing';
解釋:
EXCEPT
返回第一個(gè)結(jié)果集中的行,但不在第二個(gè)結(jié)果集中出現(xiàn)的行。
4. 窗口函數(shù)(Window Functions)
窗口函數(shù)用于對(duì)結(jié)果集的一個(gè)窗口進(jìn)行計(jì)算,而不會(huì)改變結(jié)果集的行數(shù)。
4.1 ROW_NUMBER
-
示例: 給每個(gè)員工分配一個(gè)唯一的序號(hào)。
SELECTemployee_name,salary,ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY salary DESC) AS row_num FROMemployees;
解釋:
ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY salary DESC)
為員工按工資降序排序并分配一個(gè)唯一的序號(hào)。
4.2 RANK
-
示例: 給每個(gè)員工分配一個(gè)排名,處理重復(fù)值時(shí)賦相同排名。
SELECTemployee_name,salary,RANK() OVER (ORDER BY salary DESC) AS rank FROMemployees;
解釋:
RANK() OVER (ORDER BY salary DESC)
為員工按工資降序排序并分配排名,處理重復(fù)值時(shí)賦相同排名。
4.3 DENSE_RANK
-
示例: 與
RANK
類似,但沒有排名的空缺。SELECTemployee_name,salary,DENSE_RANK() OVER (ORDER BY salary DESC) AS dense_rank FROMemployees;
解釋:
DENSE_RANK() OVER (ORDER BY salary DESC)
為員工按工資降序排序并分配排名,處理重復(fù)值時(shí)不跳過排名。
4.4 NTILE
-
示例: 將員工分為四組,并為每個(gè)組分配一個(gè)組號(hào)。
SELECTemployee_name,salary,NTILE(4) OVER (ORDER BY salary DESC) AS quartile FROMemployees;
解釋:
NTILE(4) OVER (ORDER BY salary DESC)
將員工按工資降序排序并分為四組。
4.5 LEAD
和 LAG
-
示例: 比較當(dāng)前工資與下一個(gè)員工工資的差異。
SELECTemployee_name,salary,LEAD(salary, 1) OVER (ORDER BY salary) AS next_salary,LAG(salary, 1) OVER (ORDER BY salary) AS prev_salary FROMemployees;
解釋:
LEAD(salary, 1)
:返回當(dāng)前行之后指定偏移量的值。LAG(salary, 1)
:返回當(dāng)前行之前指定偏移量的值。
5. 字符串函數(shù)(String Functions)
字符串函數(shù)用于處理和操作文本數(shù)據(jù)。
5.1 CONCAT
-
示例: 將名字和姓氏連接在一起。
SELECTCONCAT(first_name, ' ', last_name) AS full_name FROMemployees;
解釋:
CONCAT(first_name, ' ', last_name)
將名字和姓氏連接在一起。
5.2 TRIM
-
示例: 去掉名字中的多余空格。
SELECTTRIM(employee_name) AS trimmed_name FROMemployees;
解釋:
TRIM(employee_name)
去掉名字中的前后空格。
5.3 SUBSTRING
-
示例: 提取員工名字的前兩個(gè)字符。
SELECTemployee_name,SUBSTRING(employee_name FROM 1 FOR 2) AS name_prefix FROMemployees;
解釋:
SUBSTRING(employee_name FROM 1 FOR 2)
提取員工名字的前兩個(gè)字符。
5.4 REPLACE
-
示例: 替換名字中的中間名。
SELECTemployee_name,REPLACE(employee_name, 'MiddleName', 'NewMiddleName') AS updated_name FROMemployees;
解釋:
REPLACE(employee_name, 'MiddleName', 'NewMiddleName')
替換名字中的中間名。
6. JSON 函數(shù)(JSON Functions)
JSON 函數(shù)用于處理 JSON 數(shù)據(jù)類型。
6.1 JSON_AGG
-
示例: 聚合員工數(shù)據(jù)為 JSON 數(shù)組。
SELECTJSON_AGG(employee) AS employees_json FROMemployees;
解釋:
JSON_AGG(employee)
聚合員工數(shù)據(jù)為 JSON 數(shù)組。
6.2 JSON_BUILD_OBJECT
-
示例: 將員工信息構(gòu)建為 JSON 對(duì)象。
SELECTJSON_BUILD_OBJECT('employee_name', employee_name,'salary', salary) AS employee_json FROMemployees;
解釋:
JSON_BUILD_OBJECT
將員工信息構(gòu)建為 JSON 對(duì)象。
6.3 JSONB_SET
-
示例: 更新 JSONB 列中的字段。
UPDATEemployees SETdetails = JSONB_SET(details, '{salary}', '60000') WHEREemployee_id = 1;
解釋:
JSONB_SET(details, '{salary}', '60000')
更新 JSONB 列中的工資字段。
7. 時(shí)間函數(shù)(Date and Time Functions)
時(shí)間函數(shù)用于處理日期和時(shí)間數(shù)據(jù)。
7.1 AGE
-
示例: 計(jì)算員工從某日期起的年齡。
SELECTemployee_name,AGE(hire_date) AS age FROMemployees;
解釋:
AGE(hire_date)
計(jì)算員工從雇傭日期起的年齡。
7.2 DATE_TRUNC
-
示例: 將日期截?cái)嗟皆路菁?jí)別。
SELECTDATE_TRUNC('month', hire_date) AS start_of_month FROMemployees;
解釋:
DATE_TRUNC('month', hire_date)
將日期截?cái)嗟皆路莸拈_始。
7.3 NOW
和 CURRENT_TIMESTAMP
-
示例: 獲取當(dāng)前日期和時(shí)間。
SELECTNOW() AS current_time,CURRENT_TIMESTAMP AS current_timestamp;
解釋:
NOW()
:獲取當(dāng)前日期和時(shí)間。CURRENT_TIMESTAMP
:獲取當(dāng)前日期和時(shí)間。
8. 聚合函數(shù)(Aggregate Functions)
聚合函數(shù)用于對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行匯總。
8.1 SUM
-
示例: 計(jì)算員工的總工資。
SELECTSUM(salary) AS total_salary FROMemployees;
解釋:
SUM(salary)
計(jì)算員工的總工資。
8.2 AVG
-
示例: 計(jì)算員工的平均工資。
SELECTAVG(salary) AS average_salary FROMemployees;
解釋:
AVG(salary)
計(jì)算員工的平均工資。
8.3 COUNT
-
示例: 計(jì)算員工的總數(shù)。
SELECTCOUNT(*) AS employee_count FROMemployees;
解釋:
COUNT(*)
計(jì)算員工的總數(shù)。
8.4 GROUP_CONCAT
-
示例: 計(jì)算每個(gè)部門的員工名字列表。
SELECTdepartment,STRING_AGG(employee_name, ', ') AS employee_names FROMemployees GROUP BYdepartment;
解釋:
STRING_AGG(employee_name, ', ')
連接每個(gè)部門的員工名字。
9. 地理空間函數(shù)(Geospatial Functions)
地理空間函數(shù)用于處理地理數(shù)據(jù)。
9.1 ST_Distance
-
示例: 計(jì)算兩個(gè)地理點(diǎn)之間的距離。
SELECTST_Distance(ST_MakePoint(longitude1, latitude1),ST_MakePoint(longitude2, latitude2)) AS distance FROMlocations;
解釋:
ST_Distance
計(jì)算兩個(gè)地理點(diǎn)之間的距離。
9.2 ST_Within
-
示例: 查找位于某區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)。
SELECTlocation_name FROMlocations WHEREST_Within(ST_MakePoint(longitude, latitude),ST_MakePolygon(geometry));
解釋:
ST_Within
檢查點(diǎn)是否在多邊形區(qū)域內(nèi)。
總結(jié)
本文詳細(xì)介紹了 PostgreSQL 的各種高階函數(shù),涵蓋了遞歸查詢、數(shù)學(xué)函數(shù)、集合操作符、字符串函數(shù)、JSON 函數(shù)、時(shí)間函數(shù)、聚合函數(shù)以及地理空間函數(shù)。每個(gè)類別下的函數(shù)都配有詳細(xì)的示例代碼和解釋,以幫助你更好地理解和應(yīng)用這些功能。通過掌握這些高階函數(shù),你可以更高效地處理和分析數(shù)據(jù),滿足復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理需求。無論是處理層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算、操作字符串、管理 JSON 數(shù)據(jù)、處理時(shí)間和日期、進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總,還是處理地理空間數(shù)據(jù),PostgreSQL 的高階函數(shù)都能為你提供強(qiáng)大的支持。希望本文能成為你深入了解和使用 PostgreSQL 的重要參考資料。