SQL 查詢與資料處理技術

SQL 作為關聯式資料函式庫的標準查詢語言，對於資料的檢索、操作和分析至關重要。本從資料檢索、多表操作、資料處理與轉換、報表生成與資料分析，到進階查詢技術，逐步深入，涵蓋了 SQL 的核心技術。同時，也探討了 SQL 查詢的最佳實踐、常見問題和解決方案，以及視窗函式的應用技巧，旨在提供一個全面的 SQL 使用，協助讀者有效地管理和分析資料。

SQL 查詢與資料處理技術

資料檢索與操作

資料檢索是 SQL 的基本功能，涵蓋了從簡單的資料查詢到複雜的資料處理。以下是資料檢索與操作的主要技術：

1. 基本查詢

   • 檢索所有欄位和資料列
   • 選擇特定的欄位
   • 使用別名提供有意義的欄位名稱

2. 條件查詢

   • 根據多個條件篩選資料列
   • 使用 WHERE 子句進行條件過濾
   • 參考別名欄位在 WHERE 子句中的使用限制

3. 結果排序與限制

   • 使用 ORDER BY 子句進行排序
   • 處理 NULL 值在排序中的行為
   • 使用 LIMIT 子句限制傳回的資料列數量

4. 隨機資料檢索

   • 使用不同資料函式庫的隨機函式檢索隨機記錄

多表操作與連線查詢

多表操作是 SQL 中的重要技術，涉及多個表格之間的資料關聯與整合。

1. 連線查詢型別

   • 內連線（INNER JOIN）
   • 外連線（OUTER JOIN）
   • 自連線（SELF JOIN）

2. 集合運算

   • 使用 UNION 合併結果集
   • 使用 INTERSECT 找出共同記錄
   • 使用 MINUS 或 EXCEPT 找出差異記錄

3. 子查詢應用

   • 在 WHERE 子句中使用子查詢
   • 在 FROM 子句中使用子查詢（內嵌檢視）

資料處理與轉換

1. 字串操作

   • 使用不同資料函式庫的字串函式進行處理
   • 處理特殊字元如引號的嵌入

2. 數值計算

   • 各種聚合函式的使用（SUM、AVG、MAX、MIN）
   • 計算中位數和眾數
   • 使用統計方法找出異常值

3. 日期時間處理

   • 不同資料函式庫的日期函式使用
   • 日期計算和格式化

報表生成與資料分析

1. 樞紐分析

   • 將結果集轉換為多行或單行顯示
   • 反樞紐操作

2. 分組統計

   • 簡單小計的計算
   • 多維度組合的小計計算
   • 同時進行多個分組的聚合運算

3. 移動範圍分析

   • 在移動範圍內進行聚合運算
   • 時間單位的分組統計

進階查詢技術

1. 視窗函式應用

   • 使用 OVER 子句定義視窗
   • 各種視窗函式的使用（RANK、LAG、LEAD）

2. 遞迴查詢

   • 使用遞迴公用表表達式（CTE）進行層次查詢

3. 模型子句（Oracle）

   • 使用 MODEL 子句進行複雜的資料轉換

最佳實踐與注意事項

1. 效能最佳化

   • 索引的使用和維護
   • 查詢最佳化技巧

2. 資料完整性

   • 處理 NULL 值的方法
   • 維護參照完整性

3. 跨資料函式庫相容性

   • 不同資料函式庫系統的語法差異
   • 編寫可移植的 SQL 程式碼

常見問題與解決方案

1. 處理缺失值

   • 找出並處理 NULL 值
   • 補充缺失的資料

2. 效能問題診斷

   • 分析查詢執行計畫
   • 最佳化緩慢的查詢

本提供了 SQL 查詢和資料處理的核心技術，涵蓋了從基本查詢到進階分析的各個方面。透過這些技術，可以有效地管理和分析關聯式資料函式庫中的資料。

SQL 查詢技巧與視窗函式詳解

SQL 是一種強大的資料函式庫查詢語言，用於管理和檢索資料函式庫中的資料。本文將探討 SQL 中的查詢技巧和視窗函式，幫助讀者更好地理解和運用這些功能。

查詢技巧

1. 檢索特定資料列

   • 使用 SELECT 陳述式可以檢索資料表中的特定欄位或所有欄位。
   • WHERE 子句用於篩選符合特定條件的資料列。
   • ORDER BY 子句用於對查詢結果進行排序。

2. 處理字串資料

   • 使用 SUBSTR、SUBSTRING 等函式可以從字串中提取子字串。
   • TRANSLATE 函式用於替換字串中的特定字元。
   • STRING_AGG 和 STRING_SPLIT 函式分別用於將多行資料聚合成一個字串和將一個字串分割成多行。

3. 計算彙總值

   • 使用 SUM、AVG、MAX、MIN 等聚合函式可以計算資料的彙總值。
   • GROUP BY 子句用於對資料進行分組，以便進行彙總計算。
   • ROLLUP 和 CUBE 運算元用於計算多個層級的彙總值。

視窗函式

視窗函式是 SQL 中的一種特殊函式，它允許在查詢結果中進行更複雜的計算，例如排名、累計匯總等。

1. 基本概念

   • 視窗函式與聚合函式不同，它們不會將多行資料聚合成一行，而是為每一行資料傳回一個值。
   • 使用 OVER 子句定義視窗的範圍和順序。

2. 常見視窗函式

   • ROW_NUMBER()：為每一行資料分配一個唯一的序號。
   • RANK() 和 DENSE_RANK()：用於對資料進行排名。
   • LAG() 和 LEAD()：用於取得前一行或後一行的資料值。
   • SUM() OVER()、AVG() OVER() 等：用於計算累計匯總值或移動平均值。

3. 實際應用

   • 使用視窗函式可以簡化複雜的查詢邏輯，提高查詢效率。
   • 結合 PARTITION BY 和 ORDER BY 子句，可以對資料進行分組和排序，從而實作更靈活的計算。

範例程式碼：使用視窗函式計算累計匯總值

SELECT 
    日期,
    銷售額,
    SUM(銷售額) OVER (ORDER BY 日期) AS 累計銷售額
FROM 
    銷售資料表;

#### 內容解密：

• 此查詢使用 SUM() OVER() 視窗函式計算每日的累計銷售額。
• ORDER BY 日期 子句確保累計匯總按照日期順序進行。

範例程式碼：使用視窗函式進行排名

SELECT 
    產品名稱,
    銷售額,
    RANK() OVER (ORDER BY 銷售額 DESC) AS 銷售排名
FROM 
    產品銷售資料表;

#### 內容解密：

• 此查詢使用 RANK() 視窗函式對產品銷售額進行排名。
• ORDER BY 銷售額 DESC 子句確保排名按照銷售額從高到低的順序進行。

作者簡介

Anthony Molinaro 是強生公司（Johnson & Johnson）的資料科學家，目前在珍珠研發公司（Janssen R&D）的觀察性健康資料分析團隊擔任經理。他的主要研究領域包括非引數方法、時間序列分析以及大規模資料函式庫的特徵描述與轉換。他是開放科學社群 OHDSI 的成員。Anthony 擁有紐約市立大學亨特學院的數學學士學位和應用數學與統計碩士學位。他與妻子 Georgia 以及兩個女兒 Kiki 和 Connie 一起居住在紐約。

Robert de Graaf 畢業後曾在製造業工作，後來發現統計學在解決實際問題上的強大能力，並及時完成了統計學碩士學位，以便趕上資料科學的熱潮。自 2013 年起，他在 RightShip 擔任高階資料科學家，並撰寫了《Managing Your Data Science Projects》（Apress）一書。

封面介紹

《SQL Cookbook》封面上的動物是星狀鬣蜥（Stellagama stellio），又稱粗尾巖蜥。這種蜥蜴可以在埃及、土耳其、希臘以及地中海周邊的其他國家找到，通常棲息在岩石嶙峋的山區和沿海地區，氣候乾燥或半乾燥。星狀鬣蜥是日行性動物，經常出沒於岩石、樹木、建築物等可以攀爬和躲藏的地方。

星狀鬣蜥的特性

星狀鬣蜥每次產卵約 3 至 12 顆，成年後身長約 30-35 公分。這種物種的特點是腿部強壯，並且和許多其他鬣蜥一樣，能夠根據情緒或周圍溫度改變顏色。雄性和雌性通常都有灰色或棕色的身體，背部和側面有彩色的斑點。與其他蜥蜴不同，像星狀鬣蜥這樣的鬣蜥如果失去尾巴，無法再生。

星狀鬣蜥的飼養

雖然星狀鬣蜥可能很膽怯，但通常對人類並不具有攻擊性，如果從小開始飼養，它們會變得相當馴服。它們常被當作寵物飼養，可以餵食昆蟲和各種綠葉蔬菜。如果缸槽夠大，可以將多隻星狀鬣蜥放在一起飼養，但雄性之間需要分開飼養，以避免打鬥。

星狀鬣蜥的保育現狀

封面設計

封面插圖由 Karen Montgomery 根據一幅黑白雕版畫創作，原始出處不明。封面字型採用 Gilroy Semibold 和 Guardian Sans。正文字型是 Adobe Minion Pro，標題字型是 Adobe Myriad Condensed，程式碼字型則是 Dalton Maag 的 Ubuntu Mono。