PostgreSQL RANK() 窗口函数完全解

一、RANK() 是什么？（一句话解释）

"并列排名，但会跳号"

就像奥运会奖牌榜：如果两个人并列第一，就没有第二名，直接跳到第三名。

张三: 100分 → 第 1 名
李四: 100分 → 第 1 名  ← 并列
王五: 95分  → 第 3 名  ← 跳过第 2 名！
赵六: 90分  → 第 4 名

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二、和 ROW_NUMBER() 的区别

函数	相同值处理	示例	特点
ROW_NUMBER()	强制不同	1, 2, 3, 4	即使分数相同，排名也不同
RANK()	并列，跳号	1, 1, 3, 4	有并列时，后面的排名会跳过
DENSE_RANK()	并列，不跳号	1, 1, 2, 3	紧凑排名，最符合直觉

直观对比：

SELECT 
    name,
    score,
    ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY score DESC) AS row_num,
    RANK() OVER (ORDER BY score DESC) AS rank,
    DENSE_RANK() OVER (ORDER BY score DESC) AS dense_rank
FROM students;

-- 结果:
-- name  | score | row_num | rank | dense_rank
-- ------+-------+---------+------+------------
-- 张三  | 100   | 1       | 1    | 1
-- 李四  | 100   | 2       | 1    | 1      ← 并列第一
-- 王五  | 95    | 3       | 3    | 2      ← RANK 跳过 2
-- 赵六  | 90    | 4       | 4    | 3

---

三、8 个实用场景

场景 1：生成排行榜（允许并列）

需求： 销售排行榜，业绩相同的销售人员排名相同

SELECT 
    emp_name,
    sales_amount,
    RANK() OVER (ORDER BY sales_amount DESC) AS rank
FROM sales_performance
WHERE rank <= 10;  -- 前 10 名（可能超过 10 人，因为有并列）

为什么用 RANK 不用 ROW_NUMBER？

• 如果用 ROW_NUMBER()：两个业绩相同的人，一个排第 1，一个排第 2，不公平
• 用 RANK()：两人都是第 1 名，公平合理

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场景 2：找出所有并列第一名

需求： 找出考试成绩最高的所有学生（可能有多个）

SELECT * FROM (
    SELECT 
        student_id,
        name,
        score,
        RANK() OVER (ORDER BY score DESC) AS rank
    FROM exam_scores
) t
WHERE rank = 1;  -- 所有并列第一的学生

优势： 比 MAX() + 子查询更简洁

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场景 3：分段奖励（金银铜牌）

需求： 给前 3 名发金牌，4-10 名发银牌，11-50 名发铜牌

SELECT 
    emp_name,
    sales_amount,
    RANK() OVER (ORDER BY sales_amount DESC) AS rank,
    CASE 
        WHEN RANK() OVER (ORDER BY sales_amount DESC) <= 3 THEN '🥇 金牌'
        WHEN RANK() OVER (ORDER BY sales_amount DESC) <= 10 THEN '🥈 银牌'
        WHEN RANK() OVER (ORDER BY sales_amount DESC) <= 50 THEN ' 铜牌'
        ELSE '参与奖'
    END AS award
FROM sales_performance;

注意： 如果有并列，可能导致某个奖项人数超预期（比如 5 个人并列第 3，那金牌就有 5 个）。

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场景 4：检测数据异常（跳号分析）

需求： 找出订单编号不连续的地方

SELECT 
    order_no,
    created_at,
    RANK() OVER (ORDER BY order_no) AS expected_no,
    order_no - RANK() OVER (ORDER BY order_no) AS gap
FROM orders
WHERE order_no - RANK() OVER (ORDER BY order_no) > 0;  -- 有缺口的地方

原理： 如果编号连续，order_no - RANK() 应该始终是同一个值；如果出现变化，说明中间有缺失。

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场景 5：分组后取每组的前 N 名（含并列）

需求： 每个部门业绩最好的员工（包括并列）

SELECT * FROM (
    SELECT 
        dept_name,
        emp_name,
        sales_amount,
        RANK() OVER (PARTITION BY dept_name ORDER BY sales_amount DESC) AS rank
    FROM employees
) t
WHERE rank <= 3;  -- 每个部门前 3 名（含并列）

与 ROW_NUMBER 的区别：

• ROW_NUMBER()：每个部门严格 3 个人
• RANK()：如果第 3 名有并列，可能返回 4、5 个人

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场景 6：计算累计占比

需求： 计算每个销售额在总销售额中的累计占比

SELECT 
    emp_name,
    sales_amount,
    SUM(sales_amount) OVER (ORDER BY sales_amount DESC) AS running_total,
    SUM(sales_amount) OVER () AS grand_total,
    ROUND(
        SUM(sales_amount) OVER (ORDER BY sales_amount DESC)::DECIMAL / 
        SUM(sales_amount) OVER () * 100, 
        2
    ) AS cumulative_percent
FROM sales_performance;

结合 RANK 使用：

-- 查看前 20% 的销售人员贡献了多少业绩
SELECT * FROM (
    SELECT 
        emp_name,
        sales_amount,
        RANK() OVER (ORDER BY sales_amount DESC) AS rank,
        COUNT(*) OVER () AS total_count
    FROM sales_performance
) t
WHERE rank::DECIMAL / total_count <= 0.2;  -- 前 20%

---

场景 7：去重但保留并列记录

需求： 删除重复订单，但如果金额和时间完全相同，保留所有

-- ❌ ROW_NUMBER 会只保留一条
DELETE FROM orders
WHERE id IN (
    SELECT id FROM (
        SELECT 
            id,
            order_no,
            ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY order_no ORDER BY id) AS rn
        FROM orders
    ) t
    WHERE rn > 1
);

-- ✅ RANK 会保留所有并列的
DELETE FROM orders
WHERE id IN (
    SELECT id FROM (
        SELECT 
            id,
            order_no,
            RANK() OVER (PARTITION BY order_no, amount, created_at ORDER BY id) AS rn
        FROM orders
    ) t
    WHERE rn > 1
);

---

场景 8：生成序号但允许空缺

需求： 给学生分配座位号，但如果有请假，座位号跳过

SELECT 
    student_id,
    name,
    status,
    CASE 
        WHEN status = '请假' THEN NULL
        ELSE RANK() OVER (
            PARTITION BY CASE WHEN status != '请假' THEN 1 ELSE 0 END 
            ORDER BY student_id
        )
    END AS seat_number
FROM students
ORDER BY student_id;

---

四、核心语法

RANK() OVER (
    PARTITION BY column1, column2  -- 可选：分组依据
    ORDER BY column3 DESC          -- 必填：排序规则
)

关键点：

1. 不需要参数 ：RANK() 括号里是空的
2. 必须配合 OVER()：声明这是窗口函数
3. ORDER BY 必填：决定排名顺序
4. PARTITION BY 可选：是否分组排名

---

五、性能优化

1. 避免重复计算

-- ❌ 慢：多次调用 RANK()
SELECT 
    emp_name,
    RANK() OVER (ORDER BY sales DESC) AS rank,
    CASE 
        WHEN RANK() OVER (ORDER BY sales DESC) <= 10 THEN '优秀'
        ELSE '普通'
    END AS level
FROM employees;

-- ✅ 快：用子查询或 CTE
WITH ranked AS (
    SELECT 
        emp_name,
        sales,
        RANK() OVER (ORDER BY sales DESC) AS rank
    FROM employees
)
SELECT 
    emp_name,
    rank,
    CASE WHEN rank <= 10 THEN '优秀' ELSE '普通' END AS level
FROM ranked;

2. 合理使用索引

-- 为 ORDER BY 字段创建索引
CREATE INDEX idx_sales_perf_sales ON sales_performance (sales_amount DESC);

-- 这样 RANK() 计算会更快
SELECT 
    emp_name,
    sales_amount,
    RANK() OVER (ORDER BY sales_amount DESC) AS rank
FROM sales_performance;

---

六、常见错误

错误 1：在 WHERE 中直接使用

-- ❌ 错误
SELECT * FROM employees
WHERE RANK() OVER (ORDER BY salary DESC) <= 10;

-- ✅ 正确：用子查询
SELECT * FROM (
    SELECT *, RANK() OVER (ORDER BY salary DESC) AS rank
    FROM employees
) t
WHERE rank <= 10;

错误 2：忘记 ORDER BY

-- ❌ 错误：RANK 必须有排序规则
RANK() OVER (PARTITION BY dept_id)

-- ✅ 正确
RANK() OVER (PARTITION BY dept_id ORDER BY salary DESC)

错误 3：误解跳号逻辑

-- 假设有 3 个人并列第 1
SELECT 
    name,
    score,
    RANK() OVER (ORDER BY score DESC) AS rank
FROM students;

-- 结果:
-- name  | score | rank
-- ------+-------+------
-- 张三  | 100   | 1
-- 李四  | 100   | 1
-- 王五  | 100   | 1
-- 赵六  | 95    | 4    ← 不是 2！跳过了 2 和 3

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七、RANK vs DENSE_RANK 选择指南

场景	推荐函数	原因
奥运会奖牌榜	RANK()	并列金牌，没有银牌
学生成绩排名	DENSE_RANK()	并列第一，下一个是第二
分页查询	ROW_NUMBER()	需要精确控制行数
前 N 名（含并列）	RANK()	确保不遗漏并列者
紧凑排名	DENSE_RANK()	排名连续，无空缺

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八、记忆口诀

RANK 排名会跳号，并列之后空位跑
奥运奖牌最典型，金银铜牌不颠倒
若要排名更紧凑，DENSE_RANK 来效劳
分页去重用 ROW，场景不同选对宝

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九、总结

核心要点

1. RANK() = 并列排名，但会跳号（1, 1, 3, 4）
2. 适用场景 = 排行榜、找并列第一、分段奖励
3. 与 ROW_NUMBER 区别 = 相同值处理方式不同
4. 与 DENSE_RANK 区别 = 是否跳号
5. 使用时机 = 需要"公平排名"且允许空缺时

快速参考

-- 基本模板
SELECT * FROM (
    SELECT 
        字段列表,
        RANK() OVER (
            PARTITION BY 分组字段     -- 可选
            ORDER BY 排序字段 DESC    -- 必填
        ) AS rank
    FROM 表名
) t
WHERE rank <= N;  -- 前 N 名（含并列）