SQL 函数从入门到精通：原理、类型、窗口函数与实战指南

面向初学者的由浅入深教程：带你理解 SQL 函数的本质、分类（标量/聚合/窗口）、内置与自定义函数的用法差异，配合 MySQL 与 PostgreSQL 的完整示例与避坑建议。

[SQL 函数从入门到精通：原理、类型、窗口函数与实战指南](#SQL 函数从入门到精通：原理、类型、窗口函数与实战指南)
- [一、什么是 SQL 函数？](#一、什么是 SQL 函数？)
- 二、函数类型与使用场景
- [三、内置函数速览（以 MySQL/PG 为例）](#三、内置函数速览（以 MySQL/PG 为例）)
- [四、自定义函数：MySQL 与 PostgreSQL 对比](#四、自定义函数：MySQL 与 PostgreSQL 对比)
- - [1）MySQL 自定义函数（Stored Function）](#1）MySQL 自定义函数（Stored Function）)
  - [2）PostgreSQL 自定义函数（plpgsql）](#2）PostgreSQL 自定义函数（plpgsql）)
- 五、聚合函数与自定义聚合（PG）
- 六、窗口函数实战
- 七、性能与可维护性
- 八、安全与规范
- 九、常见坑与避坑
- 十、实践清单（建议）
- [附：MySQL/PG 对照要点](#附：MySQL/PG 对照要点)
- 彩蛋：梗版总结（轻松读法）

一、什么是 SQL 函数？

概念：SQL 函数是在查询或写入过程中被调用的可复用计算单元，输入参数，返回计算结果。
价值：解耦复杂计算、提升可读性、复用公共逻辑、在数据库端高效执行（减少应用端搬运与二次计算）。
与存储过程的区别：函数偏"返回值计算"，适合在 SELECT、WHERE、ORDER BY、CHECK 等处嵌入；过程偏"执行动作"，更多用于批量更新、事务流程。

二、函数类型与使用场景

标量函数（Scalar）：输入若干值，返回单个标量值。适合清洗、格式化、业务规则判断。
聚合函数（Aggregate）：对多行汇总，返回单值，如 SUM/AVG/COUNT/MAX/MIN，也可自定义复杂聚合。
窗口函数（Window）：在不折叠行的前提下，基于窗口分区进行排名、累计、移动统计，如 ROW_NUMBER()、LAG/LEAD、SUM() OVER(...)。

常见场景：

统一数据清洗（手机号脱敏、文本规范化）。
指标计算（转化率、留存、同比环比）。
排名、TopN、滑动窗口统计。

三、内置函数速览（以 MySQL/PG 为例）

字符：LOWER/UPPER/TRIM/REPLACE/SUBSTRING/REGEXP_REPLACE（PG）
数值：ROUND/CEIL/FLOOR/RANDOM（PG random()，MySQL RAND()）
日期：NOW()/CURRENT_DATE/DATE_TRUNC()（PG）/DATE_FORMAT()（MySQL）
条件：COALESCE/NULLIF/CASE WHEN
JSON：JSON_EXTRACT()（MySQL）/jsonb_extract_path_text()（PG）

四、自定义函数：MySQL 与 PostgreSQL 对比

1）MySQL 自定义函数（Stored Function）

sql 复制代码

DELIMITER //
CREATE FUNCTION fn_mask_phone(p_phone VARCHAR(20))
RETURNS VARCHAR(20)
DETERMINISTIC
BEGIN
  IF p_phone IS NULL OR LENGTH(p_phone) < 7 THEN
    RETURN p_phone;
  END IF;
  RETURN CONCAT(LEFT(p_phone, 3), '****', RIGHT(p_phone, 4));
END //
DELIMITER ;

-- 使用
SELECT fn_mask_phone('13812345678');

要点：

RETURNS 指定返回类型；DETERMINISTIC 表示相同输入恒定输出，利于优化。
存储函数应避免修改数据（以免副作用），适合作为计算函数在查询中使用。

2）PostgreSQL 自定义函数（plpgsql）

sql 复制代码

CREATE OR REPLACE FUNCTION fn_mask_phone(p_phone TEXT)
RETURNS TEXT
LANGUAGE plpgsql AS $$
BEGIN
  IF p_phone IS NULL OR length(p_phone) < 7 THEN
    RETURN p_phone;
  END IF;
  RETURN left(p_phone, 3) || '****' || right(p_phone, 4);
END;
$$;

-- 使用
SELECT fn_mask_phone('13812345678');

PG 还支持 LANGUAGE sql、LANGUAGE plpythonu 等多语言，常用 plpgsql 与 sql。

五、聚合函数与自定义聚合（PG）

内置聚合：SUM/AVG/COUNT/MAX/MIN/STRING_AGG（PG）/GROUP_CONCAT（MySQL）。

在 PostgreSQL 中可以自定义聚合（MySQL 8.0 也引入了自定义聚合的扩展方式但较少使用）：

sql 复制代码

-- 将文本拼接为逗号分隔
SELECT STRING_AGG(name, ',') FROM users; -- PG
SELECT GROUP_CONCAT(name) FROM users;    -- MySQL

PG 自定义聚合通常需要定义状态转换函数与最终函数，初学可先掌握内置聚合与窗口函数。

六、窗口函数实战

窗口函数不折叠行，适合排名、累计与环比。

sql 复制代码

-- 1) 分区排名
SELECT user_id,
       amount,
       ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY user_id ORDER BY amount DESC) AS rn
FROM orders;

-- 2) 累计/移动平均
SELECT stat_date,
       amount,
       SUM(amount) OVER (ORDER BY stat_date) AS cum_amount,
       AVG(amount) OVER (ORDER BY stat_date ROWS BETWEEN 6 PRECEDING AND CURRENT ROW) AS avg_7
FROM daily_revenue;

-- 3) 同比/环比（LAG/LEAD）
SELECT stat_date,
       amount,
       LAG(amount, 1)  OVER (ORDER BY stat_date) AS prev,
       amount - LAG(amount, 1) OVER (ORDER BY stat_date) AS diff
FROM daily_revenue;

MySQL 与 PG 均支持窗口函数（MySQL 8.0+）。

七、性能与可维护性

避免在可索引列上包裹函数，防止失去索引（非 SARGable）。
将高开销函数计算前置到 WITH 子句或临时表，复用结果。
小心非确定性函数（如随机、当前时间）对缓存与可重复性的影响。
对自定义函数标注 IMMUTABLE/STABLE/VOLATILE（PG）或 DETERMINISTIC（MySQL）以利优化器。

八、安全与规范

函数应无副作用，避免在函数内执行 DML 以免难以推导。
最小权限：仅授予调用所需的 EXECUTE；敏感表走视图或安全函数封装。
严格参数化与输入校验，杜绝动态 SQL 注入风险（PG 可用 format() 搭配 quote_ident/quote_literal）。

九、常见坑与避坑

在 WHERE 对列使用函数导致全表扫描。
忘记标注函数稳定性，导致计划无法重用或错误优化。
自定义函数里抛异常未捕获，影响批量任务；必要时在上层流程处理。
混淆窗口与聚合：窗口不折叠行，聚合折叠行。

十、实践清单（建议）

写一个手机号脱敏函数，并在用户列表中批量展示。
用窗口函数计算过去 7 天的移动平均 GMV 与日环比。
将复杂 CASE 逻辑提取为自定义函数，统一在多查询中使用。

附：MySQL/PG 对照要点

非确定性与稳定性标注：MySQL DETERMINISTIC；PG IMMUTABLE/STABLE/VOLATILE。
字符函数命名差异：SUBSTRING 参数写法不同、正则函数差异。
JSON 操作函数不同：MySQL JSON_EXTRACT/->>，PG jsonb 运算符与函数族。
窗口函数两者均支持，但语法细节与函数名存在差异。

如果你需要，我可以为这篇文章生成配套的 SQL 脚本与示例数据集，便于本地一键上手演示。

彩蛋：梗版总结（轻松读法）

把函数想成"即食小零食"，随手一丢就有味（随处可用，返回一个值）；
聚合函数是"榨汁机"，把一堆水果打成一杯果汁（多行变一行）；
窗口函数是"吃着不减的自助餐"，既吃到单份菜又能看全场排名（不折叠行还排名统计）；
非 SARGable 就像"给跑鞋绑铅块"，索引跑不动；
IMMUTABLE/DETERMINISTIC 像给函数贴"保质期"，输入一样味道不变，厨子（优化器）才敢囤货（缓存计划）。

SQL 函数从入门到精通：原理、类型、窗口函数与实战指南

SQL 函数从入门到精通：原理、类型、窗口函数与实战指南

目录

一、什么是 SQL 函数？

二、函数类型与使用场景

三、内置函数速览（以 MySQL/PG 为例）

四、自定义函数：MySQL 与 PostgreSQL 对比

1）MySQL 自定义函数（Stored Function）

2）PostgreSQL 自定义函数（plpgsql）

五、聚合函数与自定义聚合（PG）

六、窗口函数实战

七、性能与可维护性

八、安全与规范

九、常见坑与避坑

十、实践清单（建议）

附：MySQL/PG 对照要点

彩蛋：梗版总结（轻松读法）