SQL偏移类窗口函数 LAG、LEAD的用法小结

在 SQL 中，偏移类窗口函数 LAG() 和 LEAD() 用于访问当前行的前几行或后几行的值。

1.LAG()函数

LAG() 函数返回当前行的前几行的数据。

LAG(Expression, OffSetValue, DefaultVar) OVER (
    PARTITION BY [Expression]
    ORDER BY Expression [ASC|DESC]
);

• expression🍔: 你想要获取的列或表达式。
• offset🍟 (可选): 你希望向前偏移的行数。默认是 1，表示获取前一行的数据。
• default_value🍿 (可选): 如果当前行之前没有足够的行，返回的默认值。默认是 NULL，如果没有设置 default_value，且当前行是窗口的第一行或没有前几行数据时，返回 NULL。
• PARTITION BY🥓 (可选): 按某列分组计算窗口函数，类似于 GROUP BY。如果没有此项，整个数据集视为一个窗口。
• ORDER BY🥩: 按照某列排序，确定偏移的顺序。

Demo🍕🍕🍕🍕🍕🍕：

表格数据😎

sales 表，表结构和数据如下：

Demo🍕🍕：基础用法

使用 LAG() 函数来获取按月排序后的“revenue”列的前一行的值。

SELECT  id, 
		month, 
		revenue, 
		LAG(revenue) OVER (ORDER BY month) AS prev_revenue
FROM sales;

Tips🍬🍬：

• 第一行没有前一行，所以 prev_revenue 为 NULL。
• 第二行的 prev_revenue 为第一行的 revenue 值（100）。
• 第三行的 prev_revenue 为第二行的 revenue 值（150）。

Demo🍕🍕：带偏移量的LAG()函数

使用 LAG() 函数，并指定偏移量为 2，获取两行之前的“revenue”值。

SELECT  id, 
		month, 
		revenue, 
		LAG(revenue, 2) OVER (ORDER BY month) AS prev_revenue
FROM sales;

Tips🍬🍬：

• 第一行和第二行都没有两行之前的记录，所以 prev_revenue 为 NULL。
• 第三行的 prev_revenue 为第一行的 revenue 值（100）。

Demo🍕🍕：带默认值的LAG()函数

使用 LAG() 函数，并指定默认值为 0，当无法获取前一行的值时返回默认值。

SELECT  id, 
		month, 
		revenue, 
		LAG(revenue, 1, 0) OVER (ORDER BY month) AS prev_revenue
FROM sales;

Tips🍬🍬：

• 使用 LAG(revenue, 1, 0) 来获取前一行的“revenue”值，如果没有前一行则返回默认值 0。
• 第一行没有前一行，所以 prev_revenue 为 0。
• 第二行的 prev_revenue 为第一行的 revenue 值（100）。
• 第三行的 prev_revenue 为第二行的 revenue 值（150）。

Demo🍕🍕：LAG()函数，比较每一天的销售额与前一天的销售额的差异。

SELECT
    sale_date,
    amount,
    LAG(amount, 1, 0) OVER (ORDER BY sale_date) AS previous_day_amount,
    amount - LAG(amount, 1, 0) OVER (ORDER BY sale_date) AS difference
FROM sales;

• LAG(amount, 1, 0)：这行的 LAG 函数表示获取前一天（前一行）的 amount 列的值，如果前一天没有数据（例如第一行），则返回 0。
• 通过 ORDER BY sale_date，确保按日期顺序排列数据。

2.LEAD()函数

LEAD() 函数与 LAG() 类似，但它返回的是当前行的后几行的数据。

LEAD(Expression, OffSetValue, DefaultVar) OVER (
    PARTITION BY [Expression]
    ORDER BY Expression [ASC|DESC]
);

• expression🍔: 你想要获取的列或表达式。
• offset🍟 (可选): 你希望向前偏移的行数。默认是 1，表示获取前一行的数据。
• default_value🍿 (可选): 如果当前行之前没有足够的行，返回的默认值。默认是 NULL，如果没有设置 default_value，且当前行是窗口的第一行或没有前几行数据时，返回 NULL。
• PARTITION BY🥓 (可选): 按某列分组计算窗口函数，类似于 GROUP BY。如果没有此项，整个数据集视为一个窗口。
• ORDER BY🥩: 按照某列排序，确定偏移的顺序。

Demo🍕🍕：基础用法

使用 LEAD() 函数来获取按月排序后的“revenue”列的后一行的值。

SELECT  id, 
		month, 
		revenue, 
		LEAD(revenue) OVER (ORDER BY month) AS next_revenue
FROM sales;

Tips🍬🍬：

• 第一行的 next_revenue 为第二行的 revenue 值（150）。
• 第二行的 next_revenue 为第三行的 revenue 值（200）。
• 第三行没有后续行，所以 next_revenue 为 NULL。

Demo🍕🍕：带偏移量的LEAD()函数

使用 LEAD() 函数，并指定偏移量为 2，获取两行之后的“revenue”值。

SELECT  id, 
		month,
		revenue, 
		LEAD(revenue, 2) OVER (ORDER BY month) AS next_revenue
FROM sales;

Tips🍬🍬：

• 使用 LEAD(revenue, 2) 来获取两行之后的“revenue”值。
• 第一行的 next_revenue 为第三行的 revenue 值（200）。
• 第二行和第三行都没有两行之后的记录，所以 next_revenue 为 NULL。

Demo🍕🍕：带默认值的LEAD()函数

使用 LEAD() 函数，并指定默认值为 0，当无法获取后一行的值时返回默认值。

SELECT id, month, revenue, LEAD(revenue, 1, 0) OVER (ORDER BY month) AS next_revenue
FROM sales;

Tips🍬🍬：

• 使用 LEAD(revenue, 1, 0) 来获取后一行的“revenue”值，如果没有后一行则返回默认值 0。
• 第一行的 next_revenue 为第二行的 revenue 值（150）。
• 第二行的 next_revenue 为第三行的 revenue 值（200）。
• 第三行没有后一行，所以 next_revenue 为 0。

Demo🍕🍕：LEAD()函数，比较每一天的销售额与下一天的销售额的差异。

SELECT
    sale_date,
    amount,
    LEAD(amount, 1, 0) OVER (ORDER BY sale_date) AS next_day_amount,
    LEAD(amount, 1, 0) OVER (ORDER BY sale_date) - amount AS difference
FROM sales;

• LEAD(amount, 1, 0)：这行的 LEAD 函数表示获取下一天（下一行）的 amount 列的值。如果下一天没有数据（例如最后一行），则返回 0。
• 通过 ORDER BY sale_date，确保按日期顺序排列数据。

最后再来一个小练习（lc会员题）：查找电影院所有连续可用的座位。

WITH t1 AS (
    SELECT
        seat_id,  -- 选择座位ID
        free,  -- 选择当前座位的空闲状态
        lag(free, 1, 999) OVER() AS pre,  -- 获取当前座位前一个座位的空闲状态，默认值为 999
        lead(free, 1, 999) OVER() AS next  -- 获取当前座位后一个座位的空闲状态，默认值为 999
    FROM Cinema  -- 从 Cinema 表中选择数据
)

SELECT
    seat_id  -- 返回座位ID
FROM t1  -- 从 t1 子查询中选择数据
WHERE 
    free = 1  -- 当前座位为空闲
    AND (pre = 1 OR next = 1)  -- 前一个座位或后一个座位为空闲
ORDER BY seat_id;  -- 按座位ID升序排序

思路：

1. lag(free, 1, 999) 和 lead(free, 1, 999):

   • lag(free, 1, 999) 用于获取当前座位前一个座位的 free 值（默认为 999，表示没有前一个座位）。
   • lead(free, 1, 999) 用于获取当前座位后一个座位的 free 值（默认为 999，表示没有后一个座位）。

2. free = 1 和 (pre = 1 OR next = 1):

   • 只选择当前座位是空闲的 (free = 1)。
   • 选择那些前一个或后一个座位也是空闲的 (pre = 1 OR next = 1)，表示这些座位是连续空闲的。

3. ORDER BY seat_id:

   • 确保最终返回的结果按座位 ID 升序排序。

通过执行查询，得到的 t1 子查询结果：

从 t1 中筛选出满足 free = 1 且 (pre = 1 OR next = 1) 的行，得到的结果：

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