简述Hive的开窗函数有哪些？

八股文_Hive 0 84

参考回答

Hive中的开窗函数（Window Functions）是一类用于对查询结果集中的数据进行窗口级别的计算的函数，主要用于分析任务，如排名、聚合等。常见的开窗函数包括：

ROW_NUMBER()：
- 用于为每一行数据分配一个唯一的行号，按指定的窗口进行排序。
RANK()：
- 为每一行数据分配一个排名，排名相同的行会得到相同的排名，但排名之间会跳跃。例如，如果有两个相同排名的行，它们的下一个排名会跳过一个数。
DENSE_RANK()：
- 与RANK()类似，但排名不会跳跃。当有两个相同排名的行时，下一个排名会紧跟着。
NTILE(n)：
- 将数据分为n个桶，返回每一行所在桶的编号。
LEAD()：
- 返回当前行之后n行的数据，通常用于分析当前数据和后续数据之间的关系。
LAG()：
- 返回当前行之前n行的数据，通常用于分析当前数据和前序数据之间的关系。
FIRST_VALUE()：
- 返回窗口中的第一行数据的值。
LAST_VALUE()：
- 返回窗口中的最后一行数据的值。
NTH_VALUE()：
- 返回窗口中第n行的值。

详细讲解与拓展

ROW_NUMBER()：
- ROW_NUMBER()是为查询结果集中的每一行分配一个唯一的数字编号。在ORDER BY排序的基础上，每一行都会有一个唯一的行号。这在需要按某种规则排序并进行分组时非常有用。
- 例如，假设你想根据订单金额给每一笔订单分配一个行号，可以使用ROW_NUMBER()来实现。
- 示例：
```
SELECT order_id, order_amount,
    ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY order_amount DESC) AS rank
FROM orders;
```
RANK()：
- RANK()为查询结果中的每一行分配排名，排名相同的行会得到相同的排名，但会跳过下一个排名。例如，如果两行并列排名第一，接下来的排名是3，而不是2。
- 示例：
```
SELECT order_id, order_amount,
    RANK() OVER (ORDER BY order_amount DESC) AS rank
FROM orders;
```
  如果有两笔订单金额相同且最大，它们都会被排名为1，接下来的订单会被排名为3。
DENSE_RANK()：
- DENSE_RANK()与RANK()类似，但它不会跳跃排名。即使两行的排名相同，后续的行也会紧接着进行排名。
- 示例：
```
SELECT order_id, order_amount,
    DENSE_RANK() OVER (ORDER BY order_amount DESC) AS rank
FROM orders;
```
  对于相同金额的订单，它们会被排名为1，2，而不是跳到3。
NTILE(n)：
- NTILE(n)函数将结果集分为n个桶，并返回每一行数据所属的桶编号。例如，如果将数据分成4个桶，每一行会返回一个从1到4的桶编号。
- 示例：
```
SELECT order_id, order_amount,
    NTILE(4) OVER (ORDER BY order_amount DESC) AS bucket
FROM orders;
```
  这会将订单按金额降序排序，并将它们分为4个桶。
LEAD()：
- LEAD()函数用于获取当前行之后的某一行的值。比如，获取当前订单的下一笔订单的金额。
- 示例：
```
SELECT order_id, order_amount,
    LEAD(order_amount, 1) OVER (ORDER BY order_id) AS next_order_amount
FROM orders;
```
  该查询会返回每个订单金额以及下一笔订单的金额。
LAG()：
- LAG()函数与LEAD()相反，用于获取当前行之前的某一行的值。通常用于比较当前行和前一行的数据。
- 示例：
```
SELECT order_id, order_amount,
    LAG(order_amount, 1) OVER (ORDER BY order_id) AS prev_order_amount
FROM orders;
```
  该查询会返回每个订单金额以及上一笔订单的金额。
FIRST_VALUE()：
- FIRST_VALUE()返回窗口中第一行的值，通常用于获取一个窗口中最早的一行数据。
- 示例：
```
SELECT order_id, order_amount,
    FIRST_VALUE(order_amount) OVER (PARTITION BY customer_id ORDER BY order_date) AS first_order_amount
FROM orders;
```
  该查询会返回每个顾客的第一笔订单金额。
LAST_VALUE()：
- LAST_VALUE()返回窗口中最后一行的值。可以与RANGE BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND UNBOUNDED FOLLOWING结合使用来确保得到窗口的最后一行。
- 示例：
```
SELECT order_id, order_amount,
    LAST_VALUE(order_amount) OVER (PARTITION BY customer_id ORDER BY order_date
                                   ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND UNBOUNDED FOLLOWING) AS last_order_amount
FROM orders;
```
  该查询返回每个顾客的最后一笔订单金额。
NTH_VALUE()：
- NTH_VALUE()返回窗口中的第n行的值。n可以是任意数字，允许访问窗口中的特定行。
- 示例：
```
SELECT order_id, order_amount,
    NTH_VALUE(order_amount, 3) OVER (PARTITION BY customer_id ORDER BY order_date) AS third_order_amount
FROM orders;
```
  该查询返回每个顾客的第三笔订单金额。

总结

Hive的开窗函数提供了对数据进行窗口级别计算的强大功能。常见的函数包括ROW_NUMBER()、RANK()、DENSE_RANK()、NTILE()、LEAD()、LAG()、FIRST_VALUE()、LAST_VALUE()和NTH_VALUE()，它们可用于处理排名、分桶、前后行数据比较等任务。通过合理使用开窗函数，可以简化复杂的查询逻辑并优化性能。

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