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如何在 Django 中使用非窗口字段进行 QUALIFY 过滤?突破 WHERE 子句的限制

python

使用非窗口字段的 QUALIFY:突破 Django 的限制

引言

在 Django 4.2 及更高版本中,我们可以在查询中使用窗口函数进行过滤。然而,当我们使用模型字段时,谓词会被分配给 WHERE 子句。这带来了两个问题:

  • 窗口函数无法应用于 WHERE 子句之外的行。
  • 我们无法获取对象在查询中的位置。

本文将深入探讨这些问题,并提供一个创新的解决方案,让你能够使用非窗口字段进行 QUALIFY 过滤。

问题:WHERE 子句的局限性

WHERE 子句在 QUALIFY 子句之前应用,因此窗口函数仅应用于使用 WHERE 过滤的行。这意味着窗口函数无法应用于不满足 WHERE 子句条件的行。这极大地限制了我们使用窗口函数进行更复杂的查询和分析的能力。

问题:确定对象在查询中的位置

为了执行某些类型的分析,我们可能需要知道对象在查询中的确切位置。然而,Django 目前没有提供直接的方法来获取此信息。

解决方案:Window 函数和 QUALIFY

为了克服这些问题,我们可以使用以下步骤:

  1. 使用 Window 函数分配唯一位置。 使用 Window 函数(例如 RowNumber()),我们可以给查询结果集中的每一行分配一个唯一的位置。
  2. 使用 QUALIFY 子句过滤。 通过在 QUALIFY 子句中使用谓词,我们可以过滤掉不满足特定条件的行。
  3. 使用 OVER 子句指定分区和排序。 OVER 子句允许我们指定分区和排序规则,从而控制窗口函数的行为。

代码示例

from django.db.models import Window, RowNumber

def get_position(qs, obj, order_by=None):
    if order_by is None:
        order_by = ["-created_at"]

    qs = qs.annotate(
        position=Window(
            expression=RowNumber(),
            order_by=order_by,
            partition_by=["partition_field"]
        )
    ).filter(QUALIFY(RowNumber() == obj.id))

    return qs.get(id=obj.id).position

用法

  • qs: 要查询的数据集。
  • obj: 要获取其位置的对象。
  • order_by: 用于确定对象位置的排序规则(可选)。
  • partition_field: 用于分区数据集的字段。

优点

  • 解决窗口函数无法应用于 WHERE 子句之外行的限制。
  • 允许获取对象在查询中的准确位置。

注意事项

  • 确保 partition_field 是一个索引字段,以获得最佳性能。
  • 使用 order_by 参数来确定对象在分区内的相对位置。

结论

通过将 Window 函数与 QUALIFY 子句结合使用,我们可以突破 Django 使用非窗口字段进行过滤的限制。这使得我们可以执行更复杂的数据分析,并获得有关查询结果的宝贵见解。

常见问题解答

  1. 为什么要使用 Window 函数?
    Window 函数允许我们对查询结果集中的每一行进行计算和排名。

  2. 什么是 QUALIFY 子句?
    QUALIFY 子句用于过滤窗口函数应用后的结果集。

  3. 什么是 OVER 子句?
    OVER 子句允许我们指定窗口函数的分区和排序规则。

  4. 如何获取对象在查询中的位置?
    使用 Window 函数和 RowNumber 表达式,我们可以给查询结果集中的每一行分配一个唯一的位置。

  5. 这种解决方案有哪些限制?
    这种解决方案需要索引 partition_field 以获得最佳性能,并且只适用于分区。