窗口函数之虚拟数字辅助表

数字辅助表是一个整数序列，可以用它来完成多种不同的查询任务。数字表有很多任务，如生成日期和时间值序列，及分裂值列表。通常，建议在数据库中保存这样一个永久表，并填充尽可能多的数字，然后需要的时候查询它，然而，在某些环境中，我们没有机会创建和填充新的表，以及需要的查询逻辑。

下面函数摘自 T-SQL性能调优秘笈——基于SQLServer2012窗口函数

创建虚拟数字辅助函数

use master --根据实际需要修改要保存的库中
go
--判断是否已存在 创建函数名、如果存在则执行删除操作
if OBJECT_ID(‘dbo.GetNums‘,‘IF‘) is not null drop function dbo.GetNums
go
--创建函数 GetNums 并指定 两个参数及返回值类型 这里以table 的形式返回
create function dbo.GetNums(@low as bigint ,@high as bigint) returns table
as
--函数体
return
	with
        --新建L0 内容中添加2行
        L0 as(select C from(values(1),(1)) as D(c)),
        --新建L1 数据来源L0 并连接L0 得到4行数据，L1的数据量为L0的 二次方 
        L1 as(select 1 as C from L0 cross join L0 as B),
        L2 as(select 1 as C from L1 cross join L1 as B),
        L3 as(select 1 as C from L2 cross join L2 as B),
        L4 as(select 1 as C from L3 cross join L3 as B),
        --至此 L5的数据达到了 2^2^2^2^2 数据量达到 4,294,967,296 行数据
        L5 as(select 1 as C from L4 cross join L4 as B),
        --将L5数据排序 使用带 order by (select null) 的row_number() 生成实际的数字
        Nums as (select row_number() over(order by (select null)) as rownum from L5)

        --根据 参数@low,@high 限定实际的输出行数。
        /** SQLServer 2012 后的写法,SQLServer 2012 添加了 offset /fetch 选项 **/
        select @low+rownum -1 as n from Nums order by rownum
        offset 0 rows fetch first @high - @low +1 rows only;

        /** SQLServer 2012 以前**/
        --select top(@high -@low +1) @low+rownum -1 as n from Nums order by rownums;
go

测试函数生成效果

1. 获取范围在11-50 列

select n from dbo.GetNums(11,50)

2. 性能测试 获取0-1000000内列

select n from dbo.GetNums(0,1000000) --执行时间在10S左右

3. 生成日期序列

--设定参数 起始时间 和结束时间
--请自行查阅 SQLServer中 日期函数
declare
@start as date = ‘20210701‘,
@end as date =‘20210901‘
--得到 每天 日期序列
select dateadd(day,n,@start) as date from dbo.GetNums(0,datediff(day,@start,@end))
--得到没12小时 时间间隔的日期序列
select dateadd(HOUR,n*12,@start) as date from dbo.GetNums(0,datediff(HOUR,@start,@end)/12)
--通过修改 date 函数中时间得到不同时间间隔时间序列，比如，年，月，周，天，时，分，秒

生成样本数据

使用虚拟数字辅助表 实现生成样本数据，以供测试使用

新建两张数据表用来模拟 存储银行的账户信息、和交易流水

1. 创建表表结构

if OBJECT_ID(‘dbo.transactions‘,‘U‘) is not null drop table transactions;
if OBJECT_ID(‘dbo.accounts‘,‘U‘) is not null drop table accounts;

create table dbo.accounts(
actid int not null, --用户id
actname varchar(50) not null, --用户名
constraint pk_accounts primary key(actid)
);
create table dbo.transactions(
actid int not null, --用户id
tranid int not null, --消费流水号
val money not null,  --消费值
trandate datetime not null,  --日期
constraint pk_transactions primary key(actid,tranid),
constraint fk_transactions_accounts 
	foreign key(actid)
	references dbo.accounts(actid)
);

根据虚拟数字辅助函数，生成样本数据、并添加到数据表中
在accounts 中添加100个账户,并在transactions 表中为每个账户生成 20000笔交易

2. 添加账户信息

--添加100个用户账户，并将名称 命名为 account+序列号
insert into dbo.accounts with(tablock)(actid,actname)
select n as actid,‘account‘+cast(n as varchar(10)) as actname
from dbo.GetNums(1,100)

3. 添加消费流水记录

--为每个账号添加20000个交易记录,由于交易时间不是固定的这里使用随机数 rand()进行日期拼接
insert into dbo.transactions with(tablock)(actid,tranid,val,trandate)
select a.n as actid,t.n as tranid,
(abs(CHECKSUM(newid())%2)*2-1)*(abs(CHECKSUM(newid())%1300)) as val, --随机消费值
--由于消费记录不一定在固定的时间点，这里用的随机生成日期形式。
convert(datetime,
datediff(day,‘1900-01-01‘,‘2010-01-01‘) --计算 1900-01-01 到 开始日期
+ abs(CHECKSUM(newid()))%datediff(day,‘2010-01-01‘,‘2021-09-01‘) --开始时间到随机结束时间的随机数
+(abs(CHECKSUM(newid())%86400000)*0.00000001)) --生成时分秒时间 86400000为每天的固定毫秒数
as trandate
from dbo.GetNums(1,100) as a
cross join dbo.GetNums(1,20000) as t

这里的随机数尝试用 rand()方法 生成时间日期整张表相同，随之弃用，也尝试封装过值函数 newid() 关键字 显示报错 在函数内对带副作用的运算符 ‘newid‘ 的使用无效。 然后才想到这种办法

核实表数据，发现好多数据不合常理，比如：消费流水号 tranid 与 日期不符,

--修改数据让数据更合理 利用窗口函数排序进行修改参数
with g as(
	select actid,tranid,val,trandate,
	ROW_NUMBER() over(partition by actid order by trandate) as rownum
	from transactions  
	)
update g set g.tranid=rownum 

修改完成后 数据看起来还比较合理 有一个地方需要注意 消费流水号 前几行相加出现负数的情况，可以通过修改流水号，让数据看起来是某一短时间值，比如：在流水号 加一个固定的值，或者在添加数据时 修改 GetNums() 中的参数 例如:cross join dbo.GetNums(500000,520000) as t 这样就比较合理了

下篇文章介绍SQLServer 的几个窗口函数，数据基于 添加样本数据表transactions

虚拟数字存储表——SQLServer2012可高用