📊 SQL 入门 Day 12： 窗口函数基础

场景引入

又到月底了，小明作为数据分析师收到老板的需求："把每个销售员的销售额排个名，还要看每个部门内部的排名情况，最后把销售员分成 4 个等级。"

小明心想："用 GROUP BY 只能汇总，没法保留明细行又同时排名。用子查询自关联太麻烦，性能还差。"

这时候，窗口函数（Window Function） 就是最佳答案。

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什么是窗口函数？

窗口函数在不合并行 的前提下，对表的"窗口"（一组行）执行计算。普通的 GROUP BY 会把多行聚合成一行，窗口函数则保留每一行，同时输出聚合/排名结果。

-- 基本语法
<窗口函数>() OVER (
    [PARTITION BY 列1, 列2, ...]   -- 分区（类似 GROUP BY 但不合并行）
    [ORDER BY 列1 [ASC|DESC]]      -- 窗口内排序
)

两个核心概念：

关键字	作用
PARTITION BY	将数据分成独立窗口（可选，不写则全部数据为一个窗口）
ORDER BY	窗口内的排序规则，影响排名函数的计算结果

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准备测试数据

-- 建表：销售记录
CREATE TABLE sales_records (
    id          SERIAL PRIMARY KEY,
    emp_name    VARCHAR(50),
    department  VARCHAR(50),
    sale_amount NUMERIC(10,2),
    sale_date   DATE
);

-- 插入测试数据
INSERT INTO sales_records (emp_name, department, sale_amount, sale_date) VALUES
    ('张三', '手机部门', 12000, '2026-07-01'),
    ('李四', '手机部门', 15000, '2026-07-02'),
    ('王五', '手机部门', 12000, '2026-07-03'),
    ('赵六', '电脑部门', 20000, '2026-07-01'),
    ('钱七', '电脑部门', 18000, '2026-07-02'),
    ('孙八', '电脑部门', 25000, '2026-07-03'),
    ('周九', '配件部门', 8000,  '2026-07-01'),
    ('吴十', '配件部门', 9500,  '2026-07-02'),
    ('郑一', '配件部门', 9500,  '2026-07-03');

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四大排名函数详解

1. ROW_NUMBER() --- 严格行号

每一行分配一个唯一且连续的编号，即使值相同也不重复。

SELECT
    emp_name,
    department,
    sale_amount,
    ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY sale_amount DESC) AS rn
FROM sales_records;

 emp_name | department | sale_amount | rn
----------+------------+-------------+----
 孙八     | 电脑部门   |    25000.00 |  1
 赵六     | 电脑部门   |    20000.00 |  2
 钱七     | 电脑部门   |    18000.00 |  3
 李四     | 手机部门   |    15000.00 |  4
 张三     | 手机部门   |    12000.00 |  5
 王五     | 手机部门   |    12000.00 |  6
 吴十     | 配件部门   |     9500.00 |  7
 郑一     | 配件部门   |     9500.00 |  8
 周九     | 配件部门   |     8000.00 |  9

注意：张三和王五都是 12000，但 ROW_NUMBER() 给了不同编号（5 和 6）。

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2. RANK() --- 排名（跳跃）

值相同时排名并列，但下一个排名会跳跃（跳过并列数量）。

SELECT
    emp_name,
    department,
    sale_amount,
    RANK() OVER (ORDER BY sale_amount DESC) AS rk
FROM sales_records;

 emp_name | department | sale_amount | rk
----------+------------+-------------+----
 孙八     | 电脑部门   |    25000.00 |  1
 赵六     | 电脑部门   |    20000.00 |  2
 钱七     | 电脑部门   |    18000.00 |  3
 李四     | 手机部门   |    15000.00 |  4
 张三     | 手机部门   |    12000.00 |  5
 王五     | 手机部门   |    12000.00 |  5   ← 并列第5
 吴十     | 配件部门   |     9500.00 |  7   ← 跳过第6，直接第7
 郑一     | 配件部门   |     9500.00 |  7   ← 并列第7
 周九     | 配件部门   |     8000.00 |  9

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3. DENSE_RANK() --- 排名（不跳跃）

值相同时排名并列，但下一个排名连续（不跳过）。

SELECT
    emp_name,
    department,
    sale_amount,
    DENSE_RANK() OVER (ORDER BY sale_amount DESC) AS dr
FROM sales_records;

 emp_name | department | sale_amount | dr
----------+------------+-------------+----
 孙八     | 电脑部门   |    25000.00 |  1
 赵六     | 电脑部门   |    20000.00 |  2
 钱七     | 电脑部门   |    18000.00 |  3
 李四     | 手机部门   |    15000.00 |  4
 张三     | 手机部门   |    12000.00 |  5
 王五     | 手机部门   |    12000.00 |  5
 吴十     | 配件部门   |     9500.00 |  6   ← 不跳跃
 郑一     | 配件部门   |     9500.00 |  6
 周九     | 配件部门   |     8000.00 |  7

三者对比（重点）：

场景	ROW_NUMBER	RANK	DENSE_RANK
值并列时是否相同	❌ 不同	✅ 相同	✅ 相同
并列后是否跳过	---	✅ 跳过	❌ 不跳过
典型用途	分页/去重	竞赛排名（第1、第1、第3）	等级制（第1、第1、第2）

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4. NTILE(N) --- 分桶

将窗口内的行尽量均匀地分成 N 个桶（bucket），返回桶编号（1 到 N）。

SELECT
    emp_name,
    sale_amount,
    NTILE(4) OVER (ORDER BY sale_amount DESC) AS quartile
FROM sales_records;

 emp_name | sale_amount | quartile
----------+-------------+---------
 孙八     |    25000.00 |    1
 赵六     |    20000.00 |    1
 钱七     |    18000.00 |    1    ← 第1组（前3行）
 李四     |    15000.00 |    2
 张三     |    12000.00 |    2
 王五     |    12000.00 |    2    ← 第2组
 吴十     |     9500.00 |    3
 郑一     |     9500.00 |    3    ← 第3组
 周九     |     8000.00 |    4    ← 第4组

9 行 ÷ 4 桶 = 前 3 桶各 3 行 ×，最后一桶 0 行？不对，NTILE 尽量均匀分配：9 ÷ 4 = 2 余 1，所以前 1 桶多一行，结果是 3, 2, 2, 2。实际输出如上。

口诀： NTILE 将行分桶，不是按值分。

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PARTITION BY --- 分组内部排名

PARTITION BY 让排名在每个分组内部重新计算。这就是老板要的"部门内排名"。

SELECT
    emp_name,
    department,
    sale_amount,
    ROW_NUMBER() OVER (
        PARTITION BY department
        ORDER BY sale_amount DESC
    ) AS dept_rn,
    RANK() OVER (
        PARTITION BY department
        ORDER BY sale_amount DESC
    ) AS dept_rank
FROM sales_records;

 emp_name | department | sale_amount | dept_rn | dept_rank
----------+------------+-------------+---------+-----------
 孙八     | 电脑部门   |    25000.00 |    1    |    1
 赵六     | 电脑部门   |    20000.00 |    2    |    2
 钱七     | 电脑部门   |    18000.00 |    3    |    3
 李四     | 手机部门   |    15000.00 |    1    |    1
 张三     | 手机部门   |    12000.00 |    2    |    2
 王五     | 手机部门   |    12000.00 |    3    |    2    ← RANK 并列
 吴十     | 配件部门   |     9500.00 |    1    |    1
 郑一     | 配件部门   |     9500.00 |    2    |    1    ← RANK 并列
 周九     | 配件部门   |     8000.00 |    3    |    3

每个部门的排名都从 1 重新开始，完美满足部门内排名需求。

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进阶示例：分组分桶

把每个部门的人按销售额分成 2 个等级（A/B）：

SELECT
    emp_name,
    department,
    sale_amount,
    NTILE(2) OVER (
        PARTITION BY department
        ORDER BY sale_amount DESC
    ) AS dept_grade
FROM sales_records;

 emp_name | department | sale_amount | dept_grade
----------+------------+-------------+------------
 孙八     | 电脑部门   |    25000.00 |     1
 赵六     | 电脑部门   |    20000.00 |     1
 钱七     | 电脑部门   |    18000.00 |     2    ← 电脑部门前2名A级，最后1名B级
 李四     | 手机部门   |    15000.00 |     1
 张三     | 手机部门   |    12000.00 |     1
 王五     | 手机部门   |    12000.00 |     2
 吴十     | 配件部门   |     9500.00 |     1
 郑一     | 配件部门   |     9500.00 |     1
 周九     | 配件部门   |     8000.00 |     2

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注意事项

#	注意点	说明
1	窗口函数只能在 SELECT 或 ORDER BY 中	不能出现在 WHERE、GROUP BY、HAVING 中
2	性能影响	ORDER BY 列建立索引可显著提升窗口函数性能
3	NULL 排序	PostgreSQL 默认 NULLS LAST（升序时）或 NULLS FIRST（降序时），可用 ORDER BY col NULLS FIRST/LAST 控制
4	DISTINCT 搭配	如果去重窗口函数结果，外部包一层子查询或 CTE
5	PARTITION BY 列需要选择性好	分区过多且分区内行数很少时，窗口函数优势变小
6	NTILE 行数不均匀	余数从第 1 桶开始分配，靠前桶会多一行
7	PostgreSQL 支持性	PostgreSQL 8.4+ 开始支持窗口函数，当前所有主流版本完全兼容

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今日总结

• 四大排名函数： ROW_NUMBER() 严格行号、RANK() 跳跃排名、DENSE_RANK() 连续排名、NTILE(N) 分桶
• PARTITION BY： 分组内部独立计算，相当于"按组排名"
• ORDER BY： 决定排名顺序和分桶方向
• 窗口函数不合并行，保留细节的同时完成计算，比子查询优雅得多

有了窗口函数，小明一行 SQL 就搞定了老板的三个需求------排名、部门内排名、分等级。这就是窗口函数的威力 💪