第3章　聚合与排序-SQL基础教程(上)

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### 第3章 聚合与排序

在数据库管理中，数据的聚合与排序是数据处理和分析中不可或缺的两个环节。它们不仅帮助我们从海量数据中提取有价值的信息，还能使数据展示更加直观、易于理解。本章将深入探讨SQL中的聚合函数与数据排序方法，为你在数据分析和报表生成中提供强有力的工具。

#### 3.1 聚合函数简介

聚合函数（Aggregate Functions）是对一组值执行计算并返回单一值的函数。在SQL中，聚合函数常用于对表中的行进行分组后，对每个分组进行统计计算。常见的聚合函数包括`COUNT()`、`SUM()`、`AVG()`、`MAX()`和`MIN()`等。

- **COUNT()**：计算行数或指定列中非NULL值的数量。
  - `SELECT COUNT(*) FROM employees;` 计算`employees`表中所有行的数量。
  - `SELECT COUNT(department_id) FROM employees;` 计算`department_id`列中非NULL值的数量。

- **SUM()**：计算数值列的总和。
  - `SELECT SUM(salary) FROM employees;` 计算`employees`表中所有员工的薪资总和。

- **AVG()**：计算数值列的平均值。
  - `SELECT AVG(salary) FROM employees;` 计算`employees`表中所有员工薪资的平均值。

- **MAX()** 和 **MIN()**：分别找出某列的最大值和最小值。
  - `SELECT MAX(salary) FROM employees;` 找出`employees`表中薪资最高的员工的薪资。
  - `SELECT MIN(salary) FROM employees;` 找出`employees`表中薪资最低的员工的薪资。

#### 3.2 GROUP BY 子句

当需要对数据进行分组统计时，`GROUP BY`子句就显得尤为重要。它允许你将结果集按照一个或多个列进行分组，然后对每个分组应用聚合函数。

- **基本用法**：
  - `SELECT department_id, COUNT(*) FROM employees GROUP BY department_id;`
    这条语句按`department_id`对员工进行分组，并计算每个部门的员工数量。

- **多列分组**：
  - 你可以同时按多个列进行分组，如按部门和职位分组统计员工数。
  - `SELECT department_id, job_title, COUNT(*) FROM employees GROUP BY department_id, job_title;`

- **与聚合函数结合使用**：
  - 聚合函数常与`GROUP BY`一起使用，以实现对每个分组的统计计算。

#### 3.3 HAVING 子句

虽然`WHERE`子句能够筛选行，但它不能用于聚合函数的结果。为了对聚合结果进行筛选，SQL提供了`HAVING`子句。`HAVING`子句在`GROUP BY`之后、`ORDER BY`之前使用，用于指定对分组后的结果进行筛选的条件。

- **基本用法**：
  - `SELECT department_id, COUNT(*) AS employee_count FROM employees GROUP BY department_id HAVING COUNT(*) > 10;`
    这条语句筛选出员工数超过10人的部门及其员工数。

- **与聚合函数结合**：
  - `HAVING`子句可以包含任何有效的SQL条件表达式，包括聚合函数。

#### 3.4 数据排序：ORDER BY 子句

在SQL查询中，`ORDER BY`子句用于对结果集进行排序。默认情况下，排序是升序的（ASC），但你可以指定降序（DESC）来改变排序方向。

- **基本用法**：
  - `SELECT * FROM employees ORDER BY salary DESC;`
    这条语句按薪资从高到低对员工进行排序。

- **多列排序**：
  - 你可以根据多个列进行排序，SQL会首先按照第一列排序，如果第一列有相同的值，则按照第二列排序，以此类推。
  - `SELECT * FROM employees ORDER BY department_id ASC, salary DESC;`
    首先按部门ID升序排序，如果部门ID相同，则按薪资降序排序。

- **空值排序**：
  - 在排序时，NULL值默认被视为最低值（在升序排序中）或最高值（在某些数据库系统中，在降序排序中可能有所不同，具体取决于数据库的实现）。你可以使用`IS NULL`或`IS NOT NULL`在`ORDER BY`中显式指定NULL值的排序位置。

#### 3.5 聚合与排序的综合应用

在实际应用中，聚合与排序常常结合使用，以生成复杂的数据分析报告。

- **示例**：查询每个部门薪资最高的员工信息。
  首先，我们可能需要使用子查询或窗口函数（如`ROW_NUMBER()`）来找到每个部门薪资最高的员工，然后对这些结果进行排序（如果需要的话）。但考虑到简单性和普及性，这里提供一个使用子查询的示例：

```sql
  SELECT e1.*
  FROM employees e1
  INNER JOIN (
      SELECT department_id, MAX(salary) AS max_salary
      FROM employees
      GROUP BY department_id
  ) e2 ON e1.department_id = e2.department_id AND e1.salary = e2.max_salary
  ORDER BY e1.department_id, e1.salary DESC;
  ```

这个查询首先通过子查询找出每个部门薪资最高的员工薪资，然后通过内连接将这些信息与原始的员工表连接起来，以获取完整的员工信息。最后，根据部门ID和薪资（降序）对结果进行排序。

#### 总结

本章详细介绍了SQL中的聚合函数、`GROUP BY`子句、`HAVING`子句以及`ORDER BY`子句的使用方法和应用场景。通过掌握这些技能，你可以更加灵活地对数据库中的数据进行统计分析和排序展示，为数据驱动的决策提供有力支持。在实际应用中，聚合与排序往往是相辅相成的，合理结合使用可以大大提高数据处理的效率和准确性。

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