函数的种类-SQL基础教程(中)

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### 函数的种类

在SQL（Structured Query Language）中，函数是执行特定任务、返回结果集的强大工具。它们可以简化查询语句，提高数据处理的效率和准确性。根据功能和用途的不同，SQL中的函数大致可以分为几大类：聚合函数、标量函数、字符串函数、数值函数、日期和时间函数、条件函数（或称为逻辑函数）、窗口函数等。本章节将详细探讨这些不同类型的函数及其应用场景。

#### 1. 聚合函数

聚合函数主要用于对一组值执行计算，并返回单个值。这类函数在数据分析和报表生成中尤为重要。常见的聚合函数包括：

- **COUNT()**：计算行数或特定列中非NULL值的数量。
  - 示例：`SELECT COUNT(*) FROM employees;` 计算员工表中的总行数。
  - `SELECT COUNT(department_id) FROM employees;` 计算有部门ID的员工数量。

- **SUM()**：计算数值列中值的总和。
  - 示例：`SELECT SUM(salary) FROM employees;` 计算员工总薪资。

- **AVG()**：计算数值列的平均值。
  - 示例：`SELECT AVG(salary) FROM employees;` 计算员工平均薪资。

- **MAX()** 和 **MIN()**：分别返回列中的最大值和最小值。
  - 示例：`SELECT MAX(salary) FROM employees;` 找出最高薪资。
  - `SELECT MIN(hire_date) FROM employees;` 找出最早的入职日期。

#### 2. 标量函数

标量函数对输入参数执行操作，并返回单个值。这些函数可以应用于SELECT语句的SELECT列表、WHERE子句、ORDER BY子句等地方。根据返回值的类型，标量函数可以进一步细分为字符串函数、数值函数、日期和时间函数等，但在此处我们将其视为一个独立类别讨论。

- **示例**：`SELECT LOWER(name) FROM employees;` 将员工姓名转换为小写。

#### 3. 字符串函数

字符串函数用于处理文本数据，如拼接、截取、转换等。

- **CONCAT()** 或 **||**（在某些数据库中）：连接两个或多个字符串。
  - 示例：`SELECT CONCAT(first_name, ' ', last_name) AS full_name FROM employees;`

- **SUBSTRING()** 或 **MID()**：从字符串中提取子串。
  - 示例：`SELECT SUBSTRING(email, 1, CHARINDEX('@', email) - 1) AS local_part FROM users;`

- **LENGTH()** 或 **LEN()**：返回字符串的长度。
  - 示例：`SELECT LENGTH(description) FROM products;`

- **REPLACE()**：替换字符串中的部分文本。
  - 示例：`SELECT REPLACE(email, '@olddomain.com', '@newdomain.com') FROM users;`

#### 4. 数值函数

数值函数用于执行数学计算，如四舍五入、取绝对值等。

- **ROUND()**：对数值进行四舍五入。
  - 示例：`SELECT ROUND(salary, 0) FROM employees;` 将薪资四舍五入到整数。

- **FLOOR()**：返回不大于参数的最大整数。
  - 示例：`SELECT FLOOR(salary / 1000) * 1000 FROM employees;` 将薪资向下取整到最近的千位数。

- **ABS()**：返回参数的绝对值。
  - 示例：`SELECT ABS(balance) FROM accounts;`

#### 5. 日期和时间函数

日期和时间函数用于处理日期和时间值，如获取当前日期、计算日期差等。

- **NOW()** 或 **CURRENT_TIMESTAMP**：返回当前的日期和时间。
  - 示例：`SELECT NOW();`

- **DATE_ADD()** 或 **ADDDATE()**：向日期添加指定的时间间隔。
  - 示例：`SELECT DATE_ADD('2023-01-01', INTERVAL 1 MONTH);`

- **DATEDIFF()**：计算两个日期之间的天数差。
  - 示例：`SELECT DATEDIFF('2023-03-15', '2023-01-01');`

- **YEAR()**, **MONTH()**, **DAY()**：分别提取日期中的年、月、日部分。
  - 示例：`SELECT YEAR(birthdate) FROM customers;`

#### 6. 条件函数（逻辑函数）

条件函数根据条件对值进行评估，并返回相应的结果。最典型的条件函数是`CASE`语句，但也有一些内置的逻辑函数，如`COALESCE()`。

- **CASE**：基于一系列条件对数据进行转换。
  - 示例：`SELECT name, CASE WHEN salary > 5000 THEN 'High' ELSE 'Low' END AS salary_level FROM employees;`

- **COALESCE()**：返回参数列表中第一个非NULL值。
  - 示例：`SELECT COALESCE(first_name, 'Unknown') FROM customers;`

#### 7. 窗口函数

窗口函数是SQL 2003标准中引入的一种高级功能，它们允许对一组行执行计算，而不需要将这些行组合成单个输出行。窗口函数通常与OVER()子句一起使用，以指定窗口的分区和排序规则。

- **ROW_NUMBER()**：为窗口内的每行分配一个唯一的序号。
  - 示例：`SELECT name, department, salary, ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY department ORDER BY salary DESC) AS rank FROM employees;`

- **RANK()** 和 **DENSE_RANK()**：根据排序规则为窗口内的行分配排名，但处理并列的方式不同。
  - 示例：`SELECT name, score, RANK() OVER (ORDER BY score DESC) AS rank FROM scores;`

- **SUM()**, **AVG()** 等聚合函数作为窗口函数使用时，可以在不分组的情况下计算累计总和或平均值。
  - 示例：`SELECT name, salary, SUM(salary) OVER (PARTITION BY department ORDER BY hire_date) AS cumulative_salary FROM employees;`

### 总结

SQL中的函数种类繁多，每种函数都有其特定的用途和优势。通过合理使用这些函数，可以极大地提高SQL查询的灵活性和效率。无论是进行简单的数据检索，还是进行复杂的数据分析和报表生成，掌握这些函数都是必不可少的。希望本章内容能帮助读者更好地理解SQL函数的种类及其应用，为后续的数据库管理和数据分析工作打下坚实的基础。

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