如何利用`GROUPING()`函数在`GROUP BY … WITH ROLLUP`中进行识别？ - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

`GROUPING()` 函数在 `GROUP BY ... WITH ROLLUP` 中的应用

大家好！今天我们要深入探讨 GROUPING() 函数在 GROUP BY ... WITH ROLLUP 语句中的应用。GROUP BY ... WITH ROLLUP 允许我们生成数据的汇总行，而 GROUPING() 函数则能够帮助我们识别这些汇总行，从而在查询结果中对它们进行特殊处理。

`GROUP BY ... WITH ROLLUP` 简介

首先，我们来简单回顾一下 GROUP BY ... WITH ROLLUP 的作用。GROUP BY 子句用于将数据行按照一个或多个列的值进行分组。而 WITH ROLLUP 扩展了 GROUP BY 的功能，它会在分组的基础上，自动添加额外的汇总行，这些汇总行包含了更高层次的聚合信息。

例如，假设我们有一个 sales 表，包含以下列：

region (地区)
product_category (产品类别)
sales_amount (销售额)

如果我们执行以下查询：

SELECT region, product_category, SUM(sales_amount) AS total_sales
FROM sales
GROUP BY region, product_category
WITH ROLLUP;

查询结果会包含以下几种类型的行：

每个地区和产品类别的销售额。
每个地区的总销售额（所有产品类别的销售额之和）。
所有地区的总销售额（所有地区和产品类别的销售额之和）。

WITH ROLLUP 会自动生成这些汇总行，但我们需要一种方法来区分这些汇总行和普通数据行。这就是 GROUPING() 函数发挥作用的地方。

`GROUPING()` 函数的作用

GROUPING() 函数接受一个列名作为参数，并返回一个整数值，用于指示该列是否参与了汇总行的计算。具体来说：

如果 GROUPING(column_name) 返回 0，则表示该行是普通数据行，column_name 列参与了分组。
如果 GROUPING(column_name) 返回 1，则表示该行是汇总行，column_name 列没有参与分组，而是被汇总了。

换句话说，如果 GROUPING(column_name) 返回 1，则该列的值对于该行来说是“无效”的，因为它代表了更高层次的聚合。

`GROUPING()` 函数的使用示例

让我们回到之前的 sales 表的例子。我们可以使用 GROUPING() 函数来区分不同类型的行：

SELECT
    region,
    product_category,
    SUM(sales_amount) AS total_sales,
    GROUPING(region) AS region_grouping,
    GROUPING(product_category) AS category_grouping
FROM sales
GROUP BY region, product_category
WITH ROLLUP;

在这个查询中，我们添加了两个额外的列：region_grouping 和 category_grouping。region_grouping 显示 GROUPING(region) 的结果，category_grouping 显示 GROUPING(product_category) 的结果。

查询结果的示例如下：

region	product_category	total_sales	region_grouping	category_grouping
North	Electronics	1000	0	0
North	Clothing	500	0	0
North		1500	0	1
South	Electronics	800	0	0
South	Clothing	600	0	0
South		1400	0	1
		2900	1	1

观察这个结果，我们可以得出以下结论：

当 region_grouping 和 category_grouping 都为 0 时，该行是普通数据行（例如，North, Electronics, 1000）。
当 region_grouping 为 0 且 category_grouping 为 1 时，该行是地区汇总行（例如，North, , 1500）。
当 region_grouping 和 category_grouping 都为 1 时，该行是总汇总行（例如， , , 2900）。

利用这些信息，我们可以使用 CASE 语句来美化查询结果，使其更易于理解：

SELECT
    CASE
        WHEN GROUPING(region) = 1 THEN 'All Regions'
        ELSE region
    END AS region,
    CASE
        WHEN GROUPING(product_category) = 1 THEN 'All Categories'
        ELSE product_category
    END AS product_category,
    SUM(sales_amount) AS total_sales
FROM sales
GROUP BY region, product_category
WITH ROLLUP;

这个查询会将 region 和 product_category 列中的 NULL 值替换为更具描述性的字符串，例如 "All Regions" 和 "All Categories"。

查询结果的示例如下：

region	product_category	total_sales
North	Electronics	1000
North	Clothing	500
North	All Categories	1500
South	Electronics	800
South	Clothing	600
South	All Categories	1400
All Regions	All Categories	2900

这样，查询结果就更加清晰明了，更容易理解。

使用 `COALESCE` 函数代替 `CASE` 语句

在某些情况下，我们可以使用 COALESCE 函数来简化查询。COALESCE 函数返回其参数列表中第一个非 NULL 的表达式。

例如，我们可以将上面的查询改写为：

SELECT
    COALESCE(region, 'All Regions') AS region,
    COALESCE(product_category, 'All Categories') AS product_category,
    SUM(sales_amount) AS total_sales
FROM sales
GROUP BY region, product_category
WITH ROLLUP;

这个查询会产生与之前使用 CASE 语句的查询相同的结果。然而，这种方法只有在 region 和 product_category 列的 NULL 值代表汇总行时才有效。在 GROUP BY ... WITH ROLLUP 中，这是通常的情况，因为汇总行对应的分组列会被设置为 NULL。

但是，使用 COALESCE 函数有一个潜在的风险：如果原始数据中本身就包含 NULL 值，那么 COALESCE 函数会将这些 NULL 值也替换为 "All Regions" 或 "All Categories"，这可能会导致误解。因此，在使用 COALESCE 函数时，一定要确保 NULL 值只代表汇总行。

为了更安全地使用 COALESCE 函数，我们可以结合 GROUPING() 函数：

SELECT
    CASE
        WHEN GROUPING(region) = 1 THEN 'All Regions'
        ELSE COALESCE(region, 'Original NULL')
    END AS region,
    CASE
        WHEN GROUPING(product_category) = 1 THEN 'All Categories'
        ELSE COALESCE(product_category, 'Original NULL')
    END AS product_category,
    SUM(sales_amount) AS total_sales
FROM sales
GROUP BY region, product_category
WITH ROLLUP;

在这个查询中，我们首先使用 GROUPING() 函数判断是否是汇总行。如果是汇总行，则显示 "All Regions" 或 "All Categories"。如果不是汇总行，则使用 COALESCE 函数来处理原始数据中的 NULL 值，将其替换为 "Original NULL"。这样，我们就可以区分汇总行的 NULL 值和原始数据中的 NULL 值。

`GROUPING_ID()` 函数

除了 GROUPING() 函数之外，某些数据库系统还提供了 GROUPING_ID() 函数。GROUPING_ID() 函数返回一个整数值，该值是基于所有参与 ROLLUP 的列的 GROUPING() 值的位向量。

例如，如果我们有三个列参与 ROLLUP，那么 GROUPING_ID() 函数会返回一个 0 到 7 之间的整数值，对应于 2³ = 8 种可能的组合。

GROUPING_ID() 函数可以用来简化复杂的 CASE 语句，特别是当有很多列参与 ROLLUP 时。

假设我们有以下查询：

SELECT
    region,
    product_category,
    product_name,
    SUM(sales_amount) AS total_sales,
    GROUPING(region) AS region_grouping,
    GROUPING(product_category) AS category_grouping,
    GROUPING(product_name) AS name_grouping
FROM sales
GROUP BY region, product_category, product_name
WITH ROLLUP;

我们可以使用 GROUPING_ID() 函数来代替多个 GROUPING() 函数：

SELECT
    region,
    product_category,
    product_name,
    SUM(sales_amount) AS total_sales,
    GROUPING_ID(region, product_category, product_name) AS grouping_id
FROM sales
GROUP BY region, product_category, product_name
WITH ROLLUP;

在这个查询中，grouping_id 的值可以用来确定行的类型：

0: 普通数据行
1: product_name 汇总行
2: product_category 汇总行
3: product_category 和 product_name 汇总行
4: region 汇总行
5: region 和 product_name 汇总行
6: region 和 product_category 汇总行
7: 总汇总行

我们可以使用 CASE 语句和 grouping_id 来美化查询结果。

`GROUPING()` 函数的局限性

GROUPING() 函数只能用于 GROUP BY ... WITH ROLLUP 或 GROUP BY ... WITH CUBE 语句中。如果在其他类型的查询中使用 GROUPING() 函数，会导致错误。

此外，GROUPING() 函数只能用于 GROUP BY 子句中指定的列。如果尝试在其他列上使用 GROUPING() 函数，会导致错误。

不同数据库系统的支持情况

GROUPING() 函数和 GROUPING_ID() 函数在不同的数据库系统中的支持情况可能有所不同。一些数据库系统可能不支持这些函数，或者支持的方式有所不同。因此，在使用这些函数时，一定要查阅相应的数据库系统的文档。

例如，MySQL 8.0 及更高版本支持 GROUPING() 函数。SQL Server 也支持 GROUPING() 函数和 GROUPING_ID() 函数。Oracle 提供了 GROUPING() 函数，但不直接提供 GROUPING_ID() 函数，但可以通过自定义函数模拟实现。

总结：`GROUPING()` 函数助力数据汇总分析

通过今天的学习，我们了解了 GROUPING() 函数在 GROUP BY ... WITH ROLLUP 语句中的重要作用。它能够帮助我们区分普通数据行和汇总行，从而对查询结果进行更精细的控制和处理。掌握 GROUPING() 函数，可以使我们能够更有效地进行数据汇总和分析，提取更有价值的信息。

理解函数的工作原理及其局限性，结合实际场景灵活应用，能让我们在数据分析的道路上走得更远。

GROUPING() 函数在 GROUP BY ... WITH ROLLUP 中的应用

GROUP BY ... WITH ROLLUP 简介

GROUPING() 函数的作用

GROUPING() 函数的使用示例

使用 COALESCE 函数代替 CASE 语句

GROUPING_ID() 函数

GROUPING() 函数的局限性