超强表现，ClickHouse聚合函数和状态揭秘

2023-11-11 05:53:01

ClickHouse：数据分析领域的利刃，聚合函数详解

简介

在当今数据驱动的时代，数据分析已成为企业决策的关键。而 ClickHouse 作为一款强大的开源数据分析引擎，以其卓越的性能和灵活的特性，在业界声名鹊起。本文将深入探讨 ClickHouse 中一个至关重要的组件——聚合函数，帮助您掌握这项利器，解锁数据分析的无限潜能。

一、常用汇总聚合函数

ClickHouse 创新性地引入了一种称为汇总聚合的独特机制，允许用户从原生聚合和状态函数中进行选择。此外，ClickHouse 还支持一组专有的聚合函数，为您的分析任务提供更多选择：

arrayMerge(expr) ：合并相同数据类型元素组成的数组，返回包含所有元素的新数组。
arrayUnique(expr) ：返回一个新数组，其中包含由相同数据类型元素组成的数组 expr 的唯一元素。
quantile(t, p) ：计算数据流 t 的分位数 p。
uniq(expr) ：返回 expr 中唯一值的计数。
uniqExact(expr) ：返回 expr 中唯一值的精确计数。
uniqCombined(expr) ：返回 expr 中唯一值的计数，无论该 expr 的数据类型是什么。
uniqHLL12(expr) ：返回 expr 中唯一值的近似计数。

二、聚合状态基础

聚合状态是 ClickHouse 中的一种特殊数据结构，用于存储聚合计算的结果，包括汇总和窗口函数。它的语法包含三个基本元素：

聚合函数 ：用于计算聚合值，例如 sum()、count() 和 avg()。
输入表达式 ：用于指定聚合函数应用于哪一列或表达式。
状态别名 ：用于命名聚合状态，以便在 SELECT 列表或 HAVING 子句中引用它。

三、聚合状态高级

聚合状态的应用并不局限于此。它们还可以用于更高级的查询，例如计算分位数和百分位数。

SELECT QUANTILE(0.5)(sales)
FROM sales

此查询使用聚合状态计算销售表中销售额的中位数。

四、窗口函数和复杂聚合状态

窗口函数可以对一组行执行计算，这些行可以根据不同的标准进行分组或排序。复杂聚合状态允许您在窗口函数中使用聚合函数，从而执行更复杂的计算。

SELECT product_id,
       SUM(sales) OVER (PARTITION BY product_id ORDER BY date ASC ROWS BETWEEN 29 PRECEDING AND CURRENT ROW) AS moving_average
FROM sales

此查询使用窗口函数计算过去 30 天的移动平均销售额。

五、代码示例

import clickhouse_driver

client = clickhouse_driver.Client(host='localhost')

# 创建聚合状态
client.execute(
    """
    CREATE AGGREGATE FUNCTION my_aggregate(x UInt64) -> UInt64
    RETURNS UInt64
    STATE UNSIGNED INT DEFAULT 0
    INIT STATE = 0
    UPDATE STATE = STATE + x
    FINAL STATE = STATE
    """
)

# 使用聚合状态
result = client.execute(
    """
    SELECT my_aggregate(sales) FROM sales
    """
)

# 打印结果
print(result)

常见问题解答

1. ClickHouse 中聚合函数有哪些优点？

ClickHouse 中的聚合函数性能出色、直观易用，并支持各种数据类型，包括数组和结构。

2. 如何使用聚合状态？

在 SQL 查询中使用聚合状态时，需要指定聚合函数、输入表达式和状态别名。

3. 窗口函数与聚合状态有何区别？

窗口函数在分组或排序的行组上执行计算，而聚合状态存储聚合计算的结果。

4. ClickHouse 中的汇总聚合与普通聚合有何不同？

汇总聚合是 ClickHouse 独有的，它从原生聚合和状态函数中进行选择。普通聚合则与大多数 SQL 数据库一致。

5. 如何在 ClickHouse 中创建自定义聚合函数？

您可以使用 CREATE AGGREGATE FUNCTION 语句在 ClickHouse 中创建自定义聚合函数。

结论