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數(shù)據(jù)分析課程筆記 - 20 - HIVE 核心技能之窗口函數(shù) ...

大家好呀，這節(jié)課我們學(xué)習(xí) Hive 核心技能中最難的部分——窗口函數(shù)。窗口函數(shù)我們之前在學(xué) MySQL 的時(shí)候有學(xué)過一些，但是只學(xué)了三個(gè)排序的窗口函數(shù)。這節(jié)課我們會(huì)學(xué)習(xí)更多的窗口函數(shù)，包括累計(jì)計(jì)算、分區(qū)排序、切片排序以及偏移分析。

在正式學(xué)習(xí)之前，我們需要先明納頃戚確一下窗口函數(shù)和GROUP BY分組的區(qū)別。二者在功能上有相似之處，但是它們存在本質(zhì)區(qū)別。

1. 分組會(huì)改變表的結(jié)構(gòu)，而窗口函數(shù)不會(huì)改變表的結(jié)構(gòu)。比如原表有10行數(shù)據(jù)，分成兩組后只有兩行，而窗口函數(shù)仍然返回十行數(shù)據(jù)。 2. 分組只能查詢分組后的字段，包括分組字段（組名）和聚合函數(shù)字段。而窗口函數(shù)對查詢字段沒有限制，也就是可以查詢原表的任意字段，再加上窗口函數(shù)新增的一列值。

好啦，現(xiàn)在讓我們一起進(jìn)入窗口函數(shù)的世界吧~

本節(jié)課主要內(nèi)容：

1、洞陵累計(jì)計(jì)算窗口函數(shù) （1）sum(…) over(……) （2）avg(…) over(……) （3）語法總結(jié) 2、分區(qū)排序窗口函數(shù) （1）row_number() （2）rank() （3）dense_rank() 3、切片排序窗口函數(shù) （1）ntile(n) over(……) 4、偏移分析窗口函數(shù) 5、重點(diǎn)練習(xí)

大家在做報(bào)表的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)遇到計(jì)算截止某月的累計(jì)數(shù)值，通常在EXCEL里可以通過函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

那么在HiveSQL里，該如何實(shí)現(xiàn)這種累計(jì)數(shù)值的計(jì)算呢？那就是利用窗口函數(shù)！

關(guān)于窗口函數(shù)的幾點(diǎn)說明：

需求分析 ：既然要進(jìn)行按月乎行累計(jì)，我們就先要把2018年的每筆交易時(shí)間轉(zhuǎn)換成月并按月分組聚合計(jì)算，得出一個(gè)2018年每月支付金額總合表，再基于這張表用窗口函數(shù)進(jìn)行累計(jì)計(jì)算。

2018年每月支付金額總和表：

再用窗口函數(shù)進(jìn)行月度累計(jì)：

年度進(jìn)行匯總。

這個(gè)需求比需求1多了一個(gè)需求，那就是年度匯總。那我們只需要在上個(gè)需求的子查詢中加一個(gè) year 字段即可。

說明：

1、over 中的 partition by 起到了窗口內(nèi)將數(shù)據(jù)分組的作用。事實(shí)上，加上partition by之后，可以理解為分成了多個(gè)窗口，并在每個(gè)窗口內(nèi)進(jìn)行累加計(jì)算或者分區(qū)。

如果不加 partition by a.year 的話，運(yùn)行結(jié)果就是這樣單純按月份進(jìn)行分組的：

2、order by 按照什么順序進(jìn)行累加，升序ASC、降序DESC，默認(rèn)是升序。

大家看股票的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)看到這種K線圖，里面經(jīng)常用到的就是7日、30日移動(dòng)平均的趨勢圖，那如何使用窗口函數(shù)來計(jì)算移動(dòng)平均值呢？

需求分析 ：這個(gè)需求要求每個(gè)月近三個(gè)月的移動(dòng)平均支付金額，這里我們要用到一個(gè)新知識點(diǎn)，在窗口函數(shù) avg over 的 order by a.month 之后加一句 rows between 2 preceding and current row 來設(shè)定計(jì)算移動(dòng)平均的范圍，這個(gè)語句的含義就是包含本行及前兩行。其他部分的寫法跟前面的需求類似，先取出2018年每個(gè)月的支付金額總和，再用窗口函數(shù)求移動(dòng)平均。

注意：

sum(…A…) over(partition by …B… order by …C… rows between …D1… and …D2…) avg(…A…) over(partition by …B… order by …C… rows between…D1… and …D2…)

A：需要被加工的字段名稱 B：分組的字段名稱 C：排序的字段名稱 D：計(jì)算的行數(shù)范圍

rows between unbounded preceding and current row ——包括本行和之前所有的行 rows between current row and unbounded following ——包括本行和之后所有的行 rows between 3 preceding and current row ——包括本行以內(nèi)和前三行 rows between 3 preceding and 1 following ——從前三行到下一行(5行)

max(……) over(partition by …… order by …… rows between ……and ……)

min(……) over(partition by …… order by …… rows between ……and ……)

row_number() 、rank()、dense_rank()

用法：這三個(gè)函數(shù)的作用都是返回相應(yīng)規(guī)則的排序序號

row_number() over(partition by …A… order by …B… )

rank() over(partition by …A… order by …B… )

dense_rank() over(partition by …A… order by …B… )

A：分組的字段名稱

B：排序的字段名稱

注意： 這3個(gè)函數(shù)的括號內(nèi)是不加任何字段名稱的！

row_number ：它會(huì)為查詢出來的每一行記錄生成一個(gè)序號，依次排序且不會(huì)重復(fù)。

rank&dense_rank ：在各個(gè)分組內(nèi)， rank() 是跳躍排序，有兩個(gè)第一名時(shí)接下來就是第三名， dense_rank() 是連續(xù)排序，有兩個(gè)第一名時(shí)仍然跟著第二名。

實(shí)例練習(xí)：

再眼熟一下 user_trade 的表結(jié)構(gòu)：

需求分析 ：先限定時(shí)間范圍，然后根據(jù) user_name 進(jìn)行分組，接著選出 分組去重后的 user_name，并計(jì)算每個(gè)用戶 goods_category 的數(shù)量（記得 distinct 去重），再然后就是用窗口函數(shù)對 goods_category 的數(shù)量進(jìn)行排序，當(dāng)然選擇哪一種排序方法要看具體要求，這里我們可以三種方法都試一下看看結(jié)果：

注意 ：窗口函數(shù)中的 order by 字段不能用 select 中字段的重命名，因?yàn)槎呤峭瑫r(shí)執(zhí)行的。

需求分析 ： 先用窗口函數(shù)將2019年每個(gè)用戶的支付總金額算出來并進(jìn)行排序，再以此作為子查詢，從中取出排名在第10、20、30名的用戶名、支付總金額以及排名次序。企業(yè)一般會(huì)使用 dense_rank 進(jìn)行排序，所以我們這里直接用 dense_rank。

2019年每個(gè)用戶的支付總金額排名：

2019年支付金額排名在第10、20、30名的用戶：

ntile(n) over(partition by …A… order by …B… )

n：切分的片數(shù) A：分組的字段名稱 B：排序的字段名稱

需求分析 ：這個(gè)需求很簡單，把需求5第一步的排序窗口函數(shù)變成切片即可。注意時(shí)間篩選條件變成2019年1月。

需求分析 ： 排名前10%，也就是一共分成10組，取第1組。那么我們先切片分組：

然后再取第一組：

說明：Lag和Lead分析函數(shù)可以在同一次查詢中取出同一字段的前N行的數(shù)據(jù)(Lag)和后N行的數(shù)據(jù)(Lead)作為獨(dú)立的列。

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，若要用到取今天和昨天的某字段差值時(shí)，Lag和Lead函數(shù)的應(yīng)用就顯得尤為重要。當(dāng)然，這種操作可以用表的自連接實(shí)現(xiàn)，但是LAG和LEAD與left join、right join等自連接相比，效率更高，SQL語句更簡潔。

lag(exp_str,offset,defval) over(partion by ……order by ……) lead(exp_str,offset,defval) over(partion by ……order by ……)

lag() 函數(shù)示例：

lead() 函數(shù)示例：

需求分析： 先要從 user_trade 表中取出每個(gè)用戶的支付時(shí)間，把每個(gè)用戶放到一個(gè)窗口中，按照支付時(shí)間進(jìn)行排序，取出偏移列： lead(dt,1,dt) over(partition by user_name order by dt)。接著基于該子查詢，篩選出時(shí)間間隔大于100天的用戶，并計(jì)算數(shù)量。

注意 ： 如果上面偏移分析函數(shù)寫成 lead(dt,1,dt) 就不用加后面的 dt is not null 了，因?yàn)橛心J(rèn)值的話，間隔就是0，肯定是不滿足條件的。

需求分析 ：

第一步 ：這個(gè)需求要用到 user_trade 和 user_info 兩張表，前者取支付時(shí)間和金額，后者取城市和性別。先對這兩張表基于 user_name 進(jìn)行左連接，并取出相應(yīng)字段，用窗口函數(shù)進(jìn)行分組排序：

這一步的運(yùn)行結(jié)果是這樣的：

第二步 ：基于上述結(jié)果取出TOP3：

需求分析：

第一步 ：這個(gè)需求同樣要用到兩張表 user_refund 和 user_info。我們先把每個(gè)退款用戶的退款金額和*品牌取出來，并用窗口函數(shù)進(jìn)行切片排序，25%就是分成4片：

注意 ：這里之所以要加 WHERE dt is not null 是因?yàn)?user_refund 是一個(gè)分區(qū)表，分區(qū)表要對分區(qū)字段進(jìn)行限制，否則 hive 會(huì)報(bào)錯(cuò)。

第二步 ：選擇前25%，也就是第一片：

最后補(bǔ)充一個(gè)從 hive 導(dǎo)出結(jié)果數(shù)據(jù)的命令：

以上就是這節(jié)課的全部內(nèi)容了。做完整個(gè)練習(xí)，真的半條命都沒了。窗口函數(shù)果然很難，不過掌握方法、多多練習(xí)，學(xué)會(huì)拆解需求，一步一步來做，就能明顯降低難度。希望以后有機(jī)會(huì)能用到這么復(fù)雜的技能，哈哈~！

急求一次函數(shù)的詳細(xì)筆記,莪要初二的

一次函數(shù)的實(shí)例一次函數(shù)（linear function），也作線性函數(shù)，在x,y坐標(biāo)軸中可以用一條直線表示，當(dāng)一次函數(shù)中的一個(gè)變量的值確定時(shí)，可以用一元一次方程確定另一個(gè)變量的值。 函數(shù)性質(zhì)： 　　1.y的變化值與對應(yīng)的x的變化值成正比例，比值為k. 　　即：y=kx+b（k，b為常數(shù)，k≠0）， 　　∵當(dāng)x增加m，k（x+m)+b=y+km,km/m=k。 　　2.當(dāng)x=0時(shí)，b為函數(shù)在y軸上的點(diǎn),坐標(biāo)為(0，b)。 　　3當(dāng)b=0時(shí)(即 y=kx)，一次函數(shù)圖像變?yōu)檎壤瘮?shù)，正比例函數(shù)是特殊的一次函數(shù)。 　　4.在兩個(gè)一次函數(shù)表達(dá)式中： 　　當(dāng)兩一次函數(shù)表達(dá)式中的k相同，b也相同時(shí)，兩一次函數(shù)圖像重合； 　　當(dāng)兩一次函數(shù)表達(dá)式中的k相碰態(tài)同，b不相同時(shí)，兩一次函數(shù)圖像平行； 　　當(dāng)兩一次函數(shù)表達(dá)式中的k不相同，b不相同時(shí)，兩一次函數(shù)圖像相交； 　　當(dāng)兩一次函數(shù)表達(dá)式中的k不相同，b相同時(shí)，兩一次函數(shù)圖像交于y軸上的同一點(diǎn)（0，b）。 　　若兩個(gè)變量x,y間的關(guān)系式可以表示成Y=KX+b(k,b為常數(shù)，k不等于0）則稱y是x的一次函數(shù) 圖像性質(zhì) 1．作法與圖形：通過如下3個(gè)步驟： 　　（1）列表. 　?。?）描點(diǎn)；[一般取兩個(gè)點(diǎn),根據(jù)“兩點(diǎn)確定一條直線”的道理，也可叫“兩點(diǎn)法”。 　　一般的y=kx+b(k≠0）的圖象過（0，b）和（-b/k，0）兩點(diǎn)畫直線即可李慶。 　　正比例函數(shù)y=kx(k≠0）的圖象是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，一般?。?,0）和（1，k）兩點(diǎn)。 　?。?）連線，可以作出一次函數(shù)的圖象——一條直線。因此，作一次函數(shù)的圖象只需知道2點(diǎn)，并連成直線即可。（通常找函數(shù)圖象與x軸和y軸的交點(diǎn)分別是-k分之b與0，0與b）. 　　2．性質(zhì)：（1）在一次函數(shù)上的任意一點(diǎn)P（x，y），都滿足等式：y=kx+b(k≠0)。（2）一次函數(shù)與y軸交點(diǎn)的坐標(biāo)總是（0，b)，與x軸總是交于（-b/k，0）正比例函數(shù)的圖像都是過原點(diǎn)。 　　3．函數(shù)不是數(shù)，它是指某一變化過程中兩個(gè)變量之間的關(guān)系哪吵握。 　　4．k，b與函數(shù)圖像所在象限： 　　y=kx時(shí)（即b等于0，y與x成正比例)： 　　當(dāng)k>0時(shí)，直線必通過第一、三象限，y隨x的增大而增大； 　　當(dāng)k<0時(shí)，直線必通過第二、四象限，y隨x的增大而減小。 　　y=kx+b時(shí)： 　　當(dāng) k>0,b>0, 這時(shí)此函數(shù)的圖象經(jīng)過第一、二、三象限； 　　當(dāng) k>0,b<0, 這時(shí)此函數(shù)的圖象經(jīng)過第一、三、四象限； 　　當(dāng) k<0,b>0, 這時(shí)此函數(shù)的圖象經(jīng)過第一、二、四象限； 　　當(dāng) k<0,b<0, 這時(shí)此函數(shù)的圖象經(jīng)過第二、三、四象限； 　　當(dāng)b>0時(shí)，直線必通過第一、二象限； 　　當(dāng)b<0時(shí)，直線必通過第三、四象限。 　　特別地，當(dāng)b=0時(shí)，直線通過原點(diǎn)O（0，0）表示的是正比例函數(shù)的圖像。 　　這時(shí)，當(dāng)k>0時(shí)，直線只通過第一、三象限，不會(huì)通過第二、四象限。當(dāng)k<0時(shí)，直線只通過第二、四象限，不會(huì)通過第一、三象限。 　　4、特殊位置關(guān)系： 　　當(dāng)平面直角坐標(biāo)系中兩直線平行時(shí)，其函數(shù)解析式中K值（即一次項(xiàng)系數(shù)）相等 　　當(dāng)平面直角坐標(biāo)系中兩直線垂直時(shí)，其函數(shù)解析式中K值互為負(fù)倒數(shù)（即兩個(gè)K值的乘積為-1） 　?。?③點(diǎn)斜式　y-y1=k(x-x1)（k為直線斜率,(x1,y1)為該直線所過的一個(gè)點(diǎn)）④兩點(diǎn)式　(y-y1) / (y2-y1)=(x-x1)/(x2-x1)（已知直線上（x1,y1）與（x2,y3）兩點(diǎn)） ⑤截距式?。╝、b分別為直線在x、y軸上的截距）⑥實(shí)用型 （由實(shí)際問題來做） 解析式表達(dá)局限性 ①所需條件較多（3個(gè)點(diǎn)，因?yàn)槭褂么ㄏ禂?shù)法需要列一個(gè)三元一次方程組） 　?、?、③不能表達(dá)沒有斜率的直線（即垂直于x軸的直線；注意“沒有斜率的直線平行于y軸”表述不準(zhǔn)，因?yàn)閤=0與y軸重合） 　?、軈?shù)較多，計(jì)算過于煩瑣； 　?、莶荒鼙磉_(dá)平行于坐標(biāo)軸的直線和過原點(diǎn)的直線。 傾斜角的概念 x軸到直線的角（直線與x軸正方向所成的角）稱為直線的傾斜角。設(shè)一直線的傾斜角為α，則該直線的斜率k=tanα。傾斜角的范圍為[0, π)。

教學(xué)筆記:二次函數(shù)解析式的求法

（1）一般式： （a，b，c為常數(shù)，卜扮a≠0） （2）頂點(diǎn)式：知拋物線的頂點(diǎn)為（h，k），則解析式為 （a，h，k為常數(shù)，a≠0） （3）交點(diǎn)式：知拋物線與x軸交于點(diǎn)A( ,0)B( ,0)，則解析式為y=a(x- )(x- )（a≠0） （1）已知拋物線上桐弊中三點(diǎn)，可設(shè)為一般式。 （2）已知拋物線的頂點(diǎn)、對稱軸或極值，可設(shè)為頂點(diǎn)式。 （3）已知拋物線與x軸的兩個(gè)交點(diǎn)，可設(shè)為交點(diǎn)式或一般式。 （1）若二次函數(shù)y=ax2的圖像經(jīng)過點(diǎn)P(2,16)，則該二次函數(shù)的解析式為_________ （2）若拋物線y=ax2+bx+c的頂點(diǎn)是A(2,1)，且經(jīng)過點(diǎn)B(1,0)，則該拋物線的函數(shù)解析式為_____ （3）二次項(xiàng)系數(shù)為-1的拋物線的圖像如圖所示，則該拋物線的函數(shù)解析式為_________ 1. 問學(xué)生是否知道二次函數(shù)解析式的局山三種類型，然后開始依次介紹解析式，把每種的解析式和定義寫下來，然后一般式開始詳細(xì)地講。 （1）問一般式中的二次項(xiàng)系數(shù)、一次項(xiàng)系數(shù)、常數(shù)項(xiàng)分別是什么，解釋什么叫做二次項(xiàng)、一次項(xiàng)和常數(shù)項(xiàng) （2）進(jìn)入頂點(diǎn)式。畫圖，標(biāo)明頂點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)頂點(diǎn)中的h的值就是對稱軸x的值，k值就是極值；介紹什么是開口，以及開口的方向性為什么與a有關(guān)；介紹使用配方法從一般式化為頂點(diǎn)式，進(jìn)行詳細(xì)地推導(dǎo)，根據(jù)推導(dǎo)結(jié)果y=a(x+ ) + ,對比y=a(x-h) +k，使學(xué)生明白對稱軸為x=- =-h，極值為y=k= ，強(qiáng)調(diào)是重點(diǎn)，一定要背。 （3）進(jìn)入交點(diǎn)式。說明兩種?？嫉念}型：①已知交點(diǎn)求解析式②已知解析式求交點(diǎn)。求解析式就是用交點(diǎn)式，求交點(diǎn)則要連接之前學(xué)過的一元二次方程的求根公式。X= 3. 總結(jié)常見的三種考法，然后進(jìn)入例題環(huán)節(jié)通過做題、講解加深印象。 考慮到學(xué)生的接受能力，不應(yīng)該一口氣講三個(gè)知識點(diǎn)，且介紹的內(nèi)容太多，而是應(yīng)該介紹完一個(gè)點(diǎn)，就馬上做一道例題。不能把知識點(diǎn)全放在一起講，例題也全放在一起講。 準(zhǔn)備較充足，內(nèi)容較豐富，但是教學(xué)節(jié)奏沒有把握好。 ?

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