数据仓库技术及应用（高级操作）

Hive数据关联操作

一、SELECT语句

Hive查询即是SELECT语句

用于对表中的数据进行查询按照规定的语法规则从表中选取数据

基本语法结构如下

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SELECT [ALL|DISTINCT] select_expr,select_expr,...
	FROM table_reference
	[WHERE where_condition]
	[GROUP BY col_list]
	[ORDER BY col_list]
	[CLUSTER BY col_list|[DISTRIBUTE BY col_list] [SORT BY col_list]]
	[LIMIT[offset,]rows]

1.WHERE 子句

WHERE条件必须是布尔表达式，用于过滤结果集。

常用条件表达式

|-------------------------------|-------|---------------------------------------------------------------------------------|
| 条件表达式 | 操作数类型 | 描述 |
| A=B | 基本类型 | A与B相等返回TRUE，否则返回FALSE |
| A!=B | 基本类型 | A与B不相等返回TRUE，否则返回FALSE，如果A或B为空返回NULL |
| A(>/</>=/<=)B | 基本类型 | 比较运算符所返回的内容，符合条件返回TRUE，否则返回FALSE |
| A IS [NOT] NULL | 所有类型 | A为空时返回TRUE，否则返回FALSE,可使用NOT反转 |
| A [NOT] LIKE B | 字符串类型 | A为字符串，B为标准，如'abc' like 'a*', 'abc' like 'a%','abc' like 'a__'均可返回TRUE,可使用NOT反转 |
| A RLIKE B | 字符串类型 | 使用正则表达式匹配，A为字符串，B为正则表达式，匹配上返回TRUE |
| A AND B | 布尔类型 | A,B均为TRUE返回TRUE，否则返回FALSE |
| A OR B | 布尔类型 | A或B为TRUE返回TRUE，否则返回FALSE |
| NOT A | 布尔类型 | A为FALSE，返回TRUE，否则返回FALSE |
| ！A | 布尔类型 | 同NOT A |
| A [NOT] IN (val1,val2,....) | 基本类型 | A如果出现在值集合中则返回TRUE，未出现返回FALSE，可使用NOT反转 |

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# 所有年龄大于20岁的学生
select * from where age > 20 ;

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# 所有年龄不等于20岁的学生
select * from where age != 20 ;

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-- and (当有多个条件的时候，表示多个条件必须同时成立)
-- 20和30之间的所有学生信息
select * from students where age > 20 and age <=30;

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-- or (当有多个条件的时候，满足任意一个条件都可以)
-- 20以上或者身高高过180(包含)以上
select * from students where age > 20 or height >= 180;

2.ALL、DISTINCT、LIMIT子句

ALL和DISTINCT子句表示是否返回重复行，默认是ALL，返回所有匹配行。
DISTINCT子句可以返回删除结果集中的重复行。
LIMIT子句用于限制SELECT语句返回的行数，其后的整型参数表示共返回多少行。

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# 名为 orders 的表中选择所有不同的 order_customer_id。即，它会返回表中 order_customer_id 列中所有唯一的值，确定哪些不同的客户在该表中下了订单
select distinct order_customer_id from  orders;

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# 返回 products 表中前五条记录的 product_id 和 product_name 列的值
select product_id,product_name from products limit 5;

3.CTE（common table expressions）

CTE也称公共表表达式
它可以表示一个临时的结果集（表），该表由一个简单的查询指定，只要在CTE语句范围内均可共享该临时表。

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# CTE语法
WITH t1 AS(SELECT ...) SELECT * FROM t1;

4.嵌套查询

也称为子查询，通常用于FROM子句之后。

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# 嵌套查询语法
SELECT ... FROM (subquery) [AS] name ...

嵌套查询的常见规则

必须给定名称，因为FROM子句中每个表必须有表名
列必须有唯一的名称，并且在外部查询中可以引用
可以进行UNION、JOIN操作
Hive支持任意级别的子查询

5.列匹配正则表达式

Hive SELECT语句支持使用正则表达式指定列名称
凡是符合正则表达式规则的列名将被视作结果集中一列
列匹配正则表达式语法

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SELECT 'regex_expr' FROM table_reference
#需要设置"hive.support.quoted.identifiers"属性为"none"

6.虚拟列

虚拟列是并未在表中真正存在的列，但对应数据进行相关验证时非常有用。Hive的两个常用虚拟列介绍如下：

INPUT__FILE__NAME，包含Mapper任务运行时的输入文件名，即该行数据在哪个文件夹中
BLOCK__OFFSET__INSIDE__FILE，包含文件中的块内偏移量。其中"__"是两个下划线。

二、Hive 关联查询

关联查询是指对多表进行联合查询
主要通过JOIN语句将多个表中的行组合查询
hive JOIN仅支持等值连接

常见关联查询

内连接（INNER JOIN）：用于按连接条件组合两个表的记录，返回两个表的交集。

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table_reference [INNER] JOIN table_factor [join_condition]

外连接(OUTER JOIN)：分为左外连接(LEFT OUTER JOIN)、右外连接(RIGTH OUTER JOIN)、全外连接（FULL OUTER JOIN）3类。

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# 左外连接
#左表记录全部被选择，右表只选择符合条件的记录
table_reference LEFT [OUTER] JOIN table_factor [join_condition]

#右外连接
#右表记录全部被选择，左表只选择符合条件的记录
table_reference RIGHT [OUTER] JOIN table_factor [join_condition]

#全外连接
#结合左右连接的结果
table_reference FULL [OUTER] JOIN table_factor [join_condition]

交叉连接 (CROSS JOIN)：又称笛卡尔乘积，相当于两表相乘

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table_reference CROSS JOIN table_factor [join_condition]

三、联合查询

联合查询主要通过UNION子句对列进行多表组合
UNION语句用于合并多个SELECT语句的结果集

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# 语法
select_statement UNION [ALL|DISTINCT] select_statement...

UNION的每个子集都必须有相同的列名和类型
排序、分组、LIMIT等操作应用在整个UNION结果之后
UNION合并两个结果集，并去除重复行，保持默认排序
UNION ALL合并两个结果集，不去重，不排序

四、数据排序

Hive提供了四种排序方式

1.ORDER BY，对结果集进行全局排序，数据规模较大时，比较耗时

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# ORDER BY：这是用于排序的SQL子句。
# colName：这是你想要排序的列名。
# (ASC|DESC)?：这表示你可以选择使用 ASC（升序）或 DESC（降序）来指定排序顺序，默认是 ASC。问号表示这是可选的。
# , colName(ASC|DESC)?：你可以使用逗号分隔多个列名，对结果进行多列排序，每列可以分别指定升序或降序。
ORDER BY colName(ASC|DESC)?(, colName(ASC|DESC)?)

2.SORT BY，指出数据在每个Reducer内如何排序的，通常与DISTRIBUTE BY一起使用 3.DISTRIBUTE BY，控制Map输出在Reducer中的划分

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# 将 table 表中的数据按 col_name1 列的值进行分区，使得每个分区中的记录具有相同的 col_name1 值。
#然后在每个分区内部，按 col_name2 列的值进行排序。
select * from table DISTRIBUTE BY col_name1 SORT BY col_name2

4.CLUSTER BY，相当于DISTRIBUTE BY和SORT BY结合

五、分组聚合

聚合函数指对一组值进行计算，返回单个值。Hive提供了多种聚合函数，通常与GROUP BY语句一起使用。

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# 分组函数
SELECT expression(,expression) FROM src 
GROUP BY expression(,expression) HAVING condition
#除了聚合函数，SELECT所选列必须出现在GROUP BY子句中
#GROUP BY 支持使用CASE WHEN表达式
#GROUP BY配合使用HAVING进行过滤

常用基础聚合函数

|----------------------|-----------------------|
| 函数名 | 描述 |
| max(col) | 返回组内某列最大值 |
| min(col) | 返回组内某列最小值 |
| count(*) | 返回组内总行数 |
| count(expr) | 返回组内expr表达式不是NULL的总行数 |
| count(DISTINCT expr) | 返回组内expr是唯一的行的数量 |
| sum(col) | 返回组内某列的和，即对组内某列求和 |
| avg(col) | 返回组内某列元素的平均值 |
| collect_set(col) | 返回消除了重复元组的数组 |
| collect_list(col) | 返回允许重复元素的数组 |

六、窗口函数

窗口函数是一组特殊的函数
它能扫描多个输入行以计算每个输出值
可为每行数据都生成一行结果记录
窗口函数按功能划分可分为三类：排序、聚合、分析

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function(arg1,....) OVER([PARTITION BY <...>][ORDER BY<...>[<window_clause>]])

#窗口函数的位置作为SELECT语句中的一列出现，类似基本聚合函数，如count(*)
#OVER()表示在当前查询的结果集上操作，包括分区与排序两种，均可选
#PARTITION BY类似于GROUP BY，表示对当前结果集按其中某列进行分组，如果未指定该子句，意味着整个SELECT结果集作为一个分组
#只有在指定ORDER BY子句后才能进行窗口定义（ window_clause ）
#在一个SELECT语句中可以出现多次窗口函数
#对窗口函数的计算结果进行过滤，必须在窗口函数所在SELECT语句往外一层

1. 排序类

**（1）.ROW_NUMBER()**函数基于OVER对象分组、排序的结果为每一行分组记录返回一个序号。序号从1开始，依次递增，遇到新组则重新从1开始记。

**（2）.RANK()**功能与ROW_NUMBER()类似，不同的是，RANK()产生序号时，当排序的值相同时，返回的排名将重复。

**（3）.DENSE_RANK()**功能与RANK()类似，不同的是，DENSE_RANK()产生相同序号时，下一个序号将连续

ROW_NUMBER()、RANK()、DENSE_RANK()区别

|-------|--------------|--------|--------------|
| score | row_number() | rank() | dense_rank() |
| 99 | 1 | 1 | 1 |
| 99 | 2 | 1 | 1 |
| 98 | 3 | 3 | 2 |

**（4）.NTILE(n)**将OVER对象的分组结果按顺序平均分成n片，并为每一行记录返回一个切片号。

**（5）.PERCENT_RANK()**该函数返回OVER对象分组内当前行的RANK值与组内总行数的比值。

2.聚合类

常用聚合类函数包括

COUNT(col)，计数
SUM(col)，求和
MAX(col)，求最大值
MIN(col)，求最小值
AVG(col)，求平均值

聚合类窗口函数使用示例(count函数)

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COUNT(col) OVER([PARTITION BY <...>][ORDER BY<...>[<window_clause>]])

3.分析类

常用分析类函数包括

**（1）CUME_DIST()**返回小于等于当前值的行数与分组内总行数的比值。

（2）LAG/LEAD(col,n,DEFAULT) 统计窗口内往上/下第n行值。

**（3）FIRST_VALUE/LAST_VALUE(col)**返回OVER对象分组内第一个值/最后一个值。

4.窗口的定义

窗口定义由子句[<window_clause>]描述

窗口分为两类：行类型窗口，根据当前行之前或之后的行号确定窗口

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ROWS BETWEEN start_expr AND end_expr
#start_expr/end_expr可以为：
#UNBOUNED PRECEDING(start_expr)/FOLLOWING(end_expr):窗口起始(结束)位置，为分组的第一行(最后一行)
#CURRENT ROW:当前行
#n PRECEDING/FOLLOWING:当前行之前/之后n行

范围类型窗口，取分组内值在指定范围区间内的行

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RANGE BETWEEN start_expr AND end_expr
#start_expr/end_expr可以为：
#n PRECEDING/FOLLOWING:当前行之前/之后n行
#CURRENT ROW:表示当前行的值

只要方向坚定，无所谓走走停停！