SQL Server窗口框架——ROWS、RANGE

说到窗口框架就不得不提起开窗函数。

开窗函数支持分区、排序和框架三种元素，其语法格式如下：

1 OVER (
2        [ <PARTITION BY clause> ]
3        [ <ORDER BY clause> ]
4        [ <ROW or RANGE clause> ]
5       )  

窗口分区：

就是将窗口指定列具有相同值的那些行进行分区，分区与分组比较类似，但是分组指定后对于整个SELECT语句只能按照这个分组，不过

分区可以在一条语句中指定不同的分区。

1 <PARTITION BY clause> ::=
2 PARTITION BY value_expression , ... [ n ]  

窗口排序：

分区之后可以指定排序列，那么在窗口计算之前，各个窗口的行的逻辑顺序将确定。

1 <ORDER BY clause> ::=
2 ORDER BY order_by_expression
3     [ COLLATE collation_name ]
4     [ ASC | DESC ]
5     [ ,...n ]  

窗口框架：

框架是对窗口进行进一步的分区，框架有两种范围限定方式：一种是使用ROWS子句，通过指定当前行之前或之后的固定数目的行来限制分区中的行数；

另一种是RANGE子句，按照排序列的当前值，根据相同值来确定分区中的行数。

 1 <ROW or RANGE clause> ::=
 2 { ROWS | RANGE } <window frame extent>
 3
 4 <window frame extent> ::=
 5 {   <window frame preceding>
 6   | <window frame between>
 7 }
 8 <window frame between> ::=
 9   BETWEEN <window frame bound> AND <window frame bound>
10
11 <window frame bound> ::=
12 {   <window frame preceding>
13   | <window frame following>
14 }
15
16 <window frame preceding> ::=
17 {
18     UNBOUNDED PRECEDING
19   | <unsigned_value_specification> PRECEDING
20   | CURRENT ROW
21 }
22
23 <window frame following> ::=
24 {
25     UNBOUNDED FOLLOWING
26   | <unsigned_value_specification> FOLLOWING
27   | CURRENT ROW
28 }
29
30 <unsigned value specification> ::=
31 {  <unsigned integer literal> } 

当使用框架时，必须要有ORDER BY子句，如果仅指定了ORDER BY子句而未指定框架，那么默认框架将采用 RANGE UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT ROW。

如果窗口函数没有指定ORDER BY子句，也就不存在ROWS/RANGE窗口的计算。

如果ROWS/RANGE子句采用 <window frame preceding>，那么CURRENT ROW 作为框架的默认结束行，例如：“ROWS 5 PRECEDING” 等价于 “ROWS BETWEEN 5 PRECEDING AND CURRENT ROW”。

PS：RANGE 只支持使用 UNBOUNDED 和 CURRENT ROW 窗口框架分隔符。

未使用 partition by 指定分区示例：

1 select *,
2 sum(U_Id) over(order by U_Id) 列1,
3 sum(U_Id) over(order by U_Id RANGE BETWEEN unbounded preceding AND CURRENT ROW) 列2,
4 sum(U_Id) over(order by U_Id rows  BETWEEN unbounded preceding AND CURRENT ROW) 列3,
5 sum(U_Id) over(order by U_Id rows BETWEEN 1 preceding AND 2 following) 列4,
6 sum(U_Id) over(order by U_Id ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND CURRENT ROW) 列5
7 from UserInfo

结果分析：

RANGE 是逻辑窗口，是指定当前行对应值的范围取值，列数不固定，只要行值在范围内，对应列都包含在内。

ROWS 是物理窗口，即根据order by 子句排序后，取的前N行及后N行的数据计算。（与当前行的值无关，只与排序后的行号相关）

【列1】未指定窗口，所以默认为 RANGE UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT ROW，故此与【列2】值相同。

【列2】RANGE BETWEEN unbounded preceding AND CURRENT ROW 表示指定取值范围为 当前行与当前行前面的所有行的值。

即第一行的值为：1　　第二行的值为：3+1　　第三行的值为：4+3+1

【列3】rows  BETWEEN unbounded preceding AND CURRENT ROW 表示指定取值范围为 当前行与当前行前面的所有行的值。

即第一行的值为：1　　第二行的值为：3+1　　第三行的值为：4+3+1

【列4】rows BETWEEN 1 preceding AND 2 following 表示指定取值范围为 当前行与前一行和后两行的值。

即第一行的值为：1+3+4　　第二行的值为：1+3+4+5　　第三行的值为：3+4+5+6

【列5】ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND CURRENT ROW 表示指定取值范围为 当前行与前一行的值。

即第一行的值为：1　　第二行的值为：1+3　　第三行的值为：3+4

使用 partition by 指定分区示例：

1 select *,
2 sum(U_Id) over(partition by U_Pwd order by U_Id) 列1,
3 sum(U_Id) over(partition by U_Pwd order by U_Id RANGE BETWEEN unbounded preceding AND CURRENT ROW) 列2,
4 sum(U_Id) over(partition by U_Pwd order by U_Id rows  BETWEEN unbounded preceding AND CURRENT ROW) 列3,
5 sum(U_Id) over(partition by U_Pwd order by U_Id rows BETWEEN 1 preceding AND 2 following) 列4,
6 sum(U_Id) over(partition by U_Pwd order by U_Id ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND CURRENT ROW) 列5
7 from UserInfo

以上根据 列（U_Pwd）被分为3个区，使用 partition by 指定分区就是先进行分区，然后再根据指定窗口和指定窗口取值范围进行计算。

参考：

https://docs.microsoft.com/en-us/sql/t-sql/queries/select-over-clause-transact-sql