[SQL]PARTITION/WINDOW

1. 분석 함수(Analytic Function)
2. PARTITION
2-1. PARTITION BY
2-2. LAG / LEAD
3. Window

작성일자 : 2023-07-12
수정일자 : 2023-07-23

Ver : 0.1.3

1. 분석 함수(Analytic Function)

개별 행을 유지한 채 집계 값을 계산할 수 있는 함수이다.
- 집계 함수 (Aggregate Functions)는 행 그룹 별로 값을 집계하고, 각 행 그룹을 단일 행 (1 row)으로 그룹화하여 리턴한다. 하지만 분석함수는 개별 행을 유지한 채로 값을 집계하기 때문에 원본 값과 집계 값을 함께 분석할 수 있다.
- 분석 함수 실행시 대상이 되는 행의 범위를 윈도우(window)라고 하며, analytic_clause에 의해 각 행(current row) 별로 윈도우가 정의 된다.
모든 join, where절, group by 절, having 절의 수행은 분석 함수 실행 전에 완료 된다. 따라서 분석함수는 select 절, order by 절 내에서만 사용할 수 있다.

2. PARTITION

2-1. PARTITION BY

PARTITION BY 절을 사용하여 GROUPO BY 절과 유사하게 논리적인 행의 그룹을 생성할 수 있으며, 각 행의 윈도우(실행 대상 행의 범위)는 파티션을 벗어날 수 없다.

SELECT a.empno
      ,a.ename
      ,a.hiredate
      ,a.deptno
      ,a.sal
      ,SUM(a.sal) OVER (PARTITION BY a.deptno) AS SUM_SAL
  FROM emp a;

EMPNO	ENAME	HIREDATE	DEPTNO	SAL	SUM_SAL
7782	CLARK	1981-06-09 00:00:00.000	10	2450	8750
7839	KING	1981-11-17 00:00:00.000	10	5000	8750
7934	MILLER	1982-01-23 00:00:00.000	10	1300	8750
7566	JONES	1981-04-02 00:00:00.000	20	2975	10875
7902	FORD	1981-12-03 00:00:00.000	20	3000	10875
7876	ADAMS	1987-05-23 00:00:00.000	20	1100	10875
7369	SMITH	1980-12-17 00:00:00.000	20	800	10875
7788	SCOTT	1987-04-19 00:00:00.000	20	3000	10875
7521	WARD	1981-02-22 00:00:00.000	30	1250	9400
7844	TURNER	1981-09-08 00:00:00.000	30	1500	9400
7499	ALLEN	1981-02-20 00:00:00.000	30	1600	9400
7900	JAMES	1981-12-03 00:00:00.000	30	950	9400
7698	BLAKE	1981-05-01 00:00:00.000	30	2850	9400
7654	MARTIN	1981-09-28 00:00:00.000	30	1250	9400

분석 함수 활용 (다양한 집계 기준)
- PARTITION BY 절만 변경하면 여러 집계 기준의 집계 값을 한번에 추출할 수 있다.

SELECT a.empno
      ,a.ename
      ,a.hiredate
      ,a.deptno
      ,a.sal
      ,SUM(a.sal) OVER (PARTITION BY a.deptno) AS DEPTNO_SUM_SAL
      ,SUM(a.sal) OVER (PARTITION BY a.job) AS JOB_SUM_SAL
  FROM emp a;

EMPNO	ENAME	HIREDATE	DEPTNO	SAL	DEPTNO_SUM_SAL	JOB_SUM_SAL
7782	CLARK	1981-06-09 00:00:00.000	10	2450	8750	4150
7839	KING	1981-11-17 00:00:00.000	10	5000	8750	5000
7934	MILLER	1982-01-23 00:00:00.000	10	1300	8750	8275
7566	JONES	1981-04-02 00:00:00.000	20	2975	10875	4150
7902	FORD	1981-12-03 00:00:00.000	20	3000	10875	6000
7876	ADAMS	1987-05-23 00:00:00.000	20	1100	10875	4150
7369	SMITH	1980-12-17 00:00:00.000	20	800	10875	6000
7788	SCOTT	1987-04-19 00:00:00.000	20	3000	10875	8275
7521	WARD	1981-02-22 00:00:00.000	30	1250	9400	5600
7844	TURNER	1981-09-08 00:00:00.000	30	1500	9400	5600
7499	ALLEN	1981-02-20 00:00:00.000	30	1600	9400	5600
7900	JAMES	1981-12-03 00:00:00.000	30	950	9400	5600
7698	BLAKE	1981-05-01 00:00:00.000	30	2850	9400	4150
7654	MARTIN	1981-09-28 00:00:00.000	30	1250	9400	8275

분석 함수 활용 (누적 집계)
- 파티션 내에서 ORDER BY 절에 기술한 순서대로 현재 행까지의 값을 누적 집계 할수 있다.
  - PARTITION BY 절이 생략되면 전체 행을 대상으로 누적 집계 값을 계산한다. (애매한 부분이 있음 - 동일 값 집계 X)

SELECT a.empno
      ,a.ename
      ,a.hiredate
      ,a.deptno
      ,a.sal
      ,SUM(a.sal) OVER (PARTITION BY a.deptno ORDER BY a.sal) AS SUM_SAL
  FROM emp a;

2-2. LAG / LEAD

오라클에서 이전 행의 값을 찾거나 다음 행의 값을 찾기 위해서는 LAG, LEAD 함수를 사용하면 된다.

LAG(expr [,offset] [,default]) OVER([partition_by_clause] order_by_clause)

  - LEAD(expr [,offset] [,default]) OVER([partition_by_clause] order_by_clause)

LAG 함수 : 이전 행의 값을 리턴
LEAD 함수 : 다음 행의 값을 리턴
expr : 대상 컬럼명
offset : 값을 가져올 행의 위치 기본값은 1, 생략가능
default : 값이 없을 경우 기본값, 생략가능
partition_by_clause : 그룹 컬럼명, 생략가능
order_by_clause : 정렬 컬럼명, 필수

기본 사용법

SELECT empno
     , ename
     , job
     , sal
     , LAG(empno) OVER(ORDER BY empno)  AS empno_prev
     , LEAD(empno) OVER(ORDER BY empno) AS empno_next
  FROM emp 
 WHERE job IN ('MANAGER', 'ANALYST', 'SALESMAN')

EMPNO	ENAME	JOB	SAL	EMPNO_PREV	EMPNO_NEXT
7499	ALLEN	SALESMAN	1600		7521
7521	WARD	SALESMAN	1250	7499	7566
7566	JONES	MANAGER	2975	7521	7654
7654	MARTIN	SALESMAN	1250	7566	7698
7698	BLAKE	MANAGER	2850	7654	7782
7782	CLARK	MANAGER	2450	7698	7788
7788	SCOTT	ANALYST	3000	7782	7844
7844	TURNER	SALESMAN	1500	7788	7902
7902	FORD	ANALYST	3000	7844

현재 행 기준으로 두번째 이전 값을 표시

SELECT empno
     , ename
     , job
     , sal
     , LAG(empno, 2) OVER(ORDER BY empno) AS empno_prev
  FROM emp 
 WHERE job IN ('MANAGER', 'ANALYST', 'SALESMAN')

EMPNO	ENAME	JOB	SAL	EMPNO_PREV
7499	ALLEN	SALESMAN	1600
7521	WARD	SALESMAN	1250
7566	JONES	MANAGER	2975	7499
7654	MARTIN	SALESMAN	1250	7521
7698	BLAKE	MANAGER	2850	7666
7782	CLARK	MANAGER	2450	7654
7788	SCOTT	ANALYST	3000	7698
7844	TURNER	SALESMAN	1500	7782
7902	FORD	ANALYST	3000	7788

가져올 행이 없는 경우 기본값(9999)를 가져온다.

SELECT empno
     , ename
     , job
     , sal
     , LAG(empno, 2, 9999) OVER(ORDER BY empno) AS empno_prev
  FROM emp 
 WHERE job IN ('MANAGER', 'ANALYST', 'SALESMAN')

EMPNO	ENAME	JOB	SAL	EMPNO_PREV
7499	ALLEN	SALESMAN	1600	9999
7521	WARD	SALESMAN	1250	9999
7566	JONES	MANAGER	2975	7499
7654	MARTIN	SALESMAN	1250	7521
7698	BLAKE	MANAGER	2850	7666
7782	CLARK	MANAGER	2450	7654
7788	SCOTT	ANALYST	3000	7698
7844	TURNER	SALESMAN	1500	7782
7902	FORD	ANALYST	3000	7788

3. Window

각 행마다 분석함수의 실행 대상이 되는 행의 범위(윈도우)를 세밀하게 지정한다.
물리적인 행의 범위를 지정하거나 논리적인 값의 범위를 지정할 수 있다.
- analytic_clause 내 order by 절의 컬럼 또는 표현식이 윈도우의 기준이 된다.
각 행의 윈도우(실행 대상 행의 범위)는 파티션을 벗어날 수 없다.
Syntax : ROWS/RANGE BETWEEN start_point and end_point
- Start_point & end_point : ROWS (시작행 / 종료행) / RANGE (값의 범위)
- UNBOUNDED PRECEDING : 파티션의 첫 번째 행 / 파티션의 첫 번째 행의 값
- N PRECEDING : (파티션 내에서) 현재 행을 기준으로 이전 N번째 행 / 현재 행의 값 - N
- CURRENT ROW : 현재 행 / 현재 행의 값
- N FOLLOWING : (파티션 내에서) 현재 행을 기준으로 이후 N번째 행 / 현재 행의 값 + N
- UNBOUNDED FOLLOWING : 파티션의 마지막 행 / 파티션의 마지막 행의 값

UNBOUNDED PRECEDING : 파티션의 첫 번째 행 / CURRENT ROW : 현재 행 -- 누적 집계

SELECT a.empno
      ,a.ename
      ,a.hiredate
      ,a.deptno
      ,a.sal
      ,SUM(a.sal) OVER (PARTITION BY a.deptno ORDER BY a.sal --정렬 기준
                        ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT_ROW) AS SUM_SAL
  FROM emp a;

N PRECEDING : (파티션 내에서) 현재 행을 기준으로 이전 N번째 행 / N FOLLOWING : (파티션 내에서) 현재 행을 기준으로 이후 N번째 행

SELECT a.empno
      ,a.ename
      ,a.hiredate
      ,a.deptno
      ,a.sal
      ,SUM(a.sal) OVER (PARTITION BY a.deptno ORDER BY a.sal --정렬 기준
                        ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND 1 FOLLOWING) AS SUM_SAL
  FROM emp a;

RANGE

SELECT a.empno
      ,a.ename
      ,a.hiredate
      ,a.deptno
      ,a.sal
      ,SUM(a.sal) OVER (PARTITION BY a.deptno ORDER BY a.sal --정렬 기준
                        RANGE BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT_ROW) AS SUM_SAL
  FROM emp a;

ROWS / RANGE BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING = ROWS / RANGE BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT_ROW (명시해주는 것이 좋음)

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