Clickhouse Bitmap 类型操作总结—— Clickhouse 基础篇（四）

文章目录

- [创建 Bitmap 对象](#创建 Bitmap 对象)
- [Bitmap 转换为整数数组](#Bitmap 转换为整数数组)
- 计算总数（去重）值
- [指定start, end 索引生成子 Bitmap](#指定start, end 索引生成子 Bitmap)
- [指定 start 索引和数量限制生成子 Bitmap](#指定 start 索引和数量限制生成子 Bitmap)
- [指定偏移量生成子 Bitmap](#指定偏移量生成子 Bitmap)
- 是否包含指定元素
- [两个 Bitmap 是否存在相同元素](#两个 Bitmap 是否存在相同元素)
- [一个是否为另一个 Bitmap 的子集](#一个是否为另一个 Bitmap 的子集)
- 求最小值
- 求最大值
- [And 求交集](#And 求交集)
- [Or 求并集](#Or 求并集)
- [Andnot 求差集](#Andnot 求差集)
- [Xor 求并集元素减去交集元素](#Xor 求并集元素减去交集元素)
- 求交集元素个数
- 求并集元素个数
- 求差集元素个数
- 求异或元素个数
- 替换指定范围内的元素

Bitmap 类型说明

ClickHouse中的Bitmap对象，本质上是聚合函数类型AggregateFunction(groupBitmap, UInt*)
使用 Bitmap 存储无符号整数，可以节省存储空间，无法直接查询Bitmap 中的数据，需要转换为数组才可以查看。
可以通过 groupBitmap(expr)快速求去重后的总数，等价于 count(distinct expr)

创建 Bitmap 对象

它有两种构造方法：

通过 bitmapBuild 将无符号整数数组转换为 Bitmap 对象
sql 复制代码
```
SELECT bitmapBuild([1,2,3]) AS res
```
使用聚合函数groupBitmapState创建Bitmap对象, 将无符号整数列转换为 Bitmap 对象。
sql 复制代码
```
SELECT 
  groupBitmapState(UserID) AS res
FROM hits_v1
where UserID IN ()
```
快速求去重后的数量：
sql 复制代码
```
# 等价于 count(distinct(UserID))
SELECT groupBitmap(UserID) AS res FROM hits_v1
```
输出如下：

Bitmap 转换为整数数组

bitmapBuild(array)

sql 复制代码

select bitmapBuild([1,2,3]) AS res, bitmapToArray(res) AS arr;

################
┌─res─┬─arr─────┐
│     │ [1,2,3] │
└─────┴─────────┘

计算总数（去重）值

bitmapCardinality(bitmap)

数组中的元素为 Uint64 类型的

sql 复制代码

SELECT bitmapCardinality(bitmapBuild([1,2,3,4,5,5,5])) AS res;

#################
┌─res─┐
│   5 │
└─────┘

指定start, end 索引生成子 Bitmap

bitmapSubsetInRange(bitmap, range_start, range_end)

sql 复制代码

SELECT bitmapToArray(bitmapSubsetInRange(
  bitmapBuild([0,1,2,3,4,5,6,7,8]), toUInt32(1), toUInt32(3))) AS res;

################
┌─res───┐
│ [1,2] │
└───────┘

指定 start 索引和数量限制生成子 Bitmap

bitmapSubsetLimit(bitmap, range_start, cardinality_limit)

sql 复制代码

SELECT bitmapToArray(bitmapSubsetLimit(
  bitmapBuild([0,1,2,3,4,5,6,7,8]), toUInt32(3), toUInt32(30))) AS res;

################
┌─res───────────┐
│ [3,4,5,6,7,8] │
└───────────────┘

指定偏移量生成子 Bitmap

subBitmap(bitmap, offset, cardinality_limit)

偏移量从0开始

sql 复制代码

SELECT bitmapToArray(subBitmap(
  bitmapBuild([0,1,2,3,4,5,6,7,8]), toUInt32(3), toUInt32(30))) AS res;

#######################
┌─res───────────┐
│ [3,4,5,6,7,8] │
└───────────────┘

是否包含指定元素

bitmapContains(bitmap, x)

包含返回1，不包含返回0

sql 复制代码

SELECT
  bitmapContains(bitmapBuild([1, 3, 5, 7, 9]), toUInt32(3)) AS res1,
  bitmapContains(bitmapBuild([1, 3, 5, 7, 9]), toUInt32(4)) AS res2;

#######################
┌─res1─┬─res2─┐
│    1 │    0 │
└──────┴──────┘

两个 Bitmap 是否存在相同元素

bitmapHasAny(bitmap1,bitmap2)

存在返回1，不存在返回0

sql 复制代码

SELECT 
  bitmapHasAny(bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([3,4,5])) as res1,
  bitmapHasAny(bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([4,5])) as res2;

####################
┌─res1─┬─res2─┐
│    1 │    0 │
└──────┴──────┘

一个是否为另一个 Bitmap 的子集

bitmapHasAll(bitmap1,bitmap2)

sql 复制代码

SELECT 
  bitmapHasAll(bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3])) as res1,
  bitmapHasAll(bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3,4])) as res2,
  bitmapHasAll(bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild(emptyArrayUInt8())) as res3;

#####################
┌─res1─┬─res2─┬─res3─┐
│    1 │    0 │    1 │
└──────┴──────┴──────┘

求最小值

bitmapMin(bitmap)

数组为空返回0

sql 复制代码

SELECT 
 bitmapMin(bitmapBuild([1,2,3])) as res1,
 bitmapMin(bitmapBuild(emptyArrayUInt8())) as res2;

#############
┌─res1─┬─res2─┐
│    1 │   0   │
└──────┴──────┘

求最大值

bitmapMax(bitmap)

数组为空，返回0

sql 复制代码

SELECT 
 bitmapMax(bitmapBuild([1,2,3])) as res1,
 bitmapMin(bitmapBuild(emptyArrayUInt8())) as res2;
###################
┌─res1─┬─res2─┐
│    3 │    0 │
└──────┴──────┘

And 求交集

bitmapAnd(bitmap1,bitmap2)

sql 复制代码

SELECT bitmapToArray(bitmapAnd(
  bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3,4])
));
#################
┌─bitmapToArray(bitmapAnd(bitmapBuild([1, 2, 3]), bitmapBuild([2, 3, 4])))─┐
│ [2,3]                                                                    │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Or 求并集

bitmapOr(bitmap1,bitmap2)

sql 复制代码

SELECT bitmapToArray(bitmapOr(
  bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3,4])
));
#################
┌─bitmapToArray(bitmapOr(bitmapBuild([1, 2, 3]), bitmapBuild([2, 3, 4])))─┐
│ [1,2,3,4]                                                               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Andnot 求差集

bitmapAndnot(bitmap1,bitmap2)

sql 复制代码

SELECT bitmapToArray(bitmapAndnot(
  bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3,4])
));
#################
┌─bitmapToArray(bitmapAndnot(bitmapBuild([1, 2, 3]), bitmapBuild([2, 3, 4])))─┐
│ [1]                                                                         │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Xor 求并集元素减去交集元素

bitmapXor(bitmap1,bitmap2)

sql 复制代码

SELECT bitmapToArray(bitmapXor(
  bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3,4])
));

###################
┌─bitmapToArray(bitmapXor(bitmapBuild([1, 2, 3]), bitmapBuild([2, 3, 4])))─┐
│ [1,4]                                                                    │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

求交集元素个数

bitmapAndCardinality(bitmap1,bitmap2)

sql 复制代码

SELECT bitmapAndCardinality(
  bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3,4])
);

#############
┌─bitmapAndCardinality(bitmapBuild([1, 2, 3]), bitmapBuild([2, 3, 4]))─┐
│                                                                    2 │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

求并集元素个数

bitmapOrCardinality(bitmap1,bitmap2)

sql 复制代码

SELECT bitmapOrCardinality(
  bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3,4])
);

##################
┌─bitmapOrCardinality(bitmapBuild([1, 2, 3]), bitmapBuild([2, 3, 4]))─┐
│                                                                   4 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

求差集元素个数

bitmapAndnotCardinality(bitmap1,bitmap2)

sql 复制代码

SELECT bitmapAndnotCardinality(
  bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3,4])
);

##################
┌─bitmapAndnotCardinality(bitmapBuild([1, 2, 3]), bitmapBuild([2, 3, 4]))─┐
│                                                                       1 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

求异或元素个数

bitmapXorCardinality(bitmap1,bitmap2)

sql 复制代码

SELECT bitmapXorCardinality(
  bitmapBuild([1,2,3]), bitmapBuild([2,3,4])
);

##################
┌─bitmapXorCardinality(bitmapBuild([1, 2, 3]), bitmapBuild([2, 3, 4]))─┐
│                                                                    2 │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

替换指定范围内的元素

bitmapTransform(bitmap, from_array, to_array)

将Bitmap 中的 [5,999,2] 元素替换为 [2,888,20]

sql 复制代码

SELECT bitmapToArray(
  bitmapTransform(bitmapBuild([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]), [5,999,2], [2,888,20])
) as res;
#############
┌─res───────────────────┐
│ [1,3,4,6,7,8,9,10,20] │
└───────────────────────┘