为啥 SQL 中没有 PRODUCT 聚合函数？

Posted 2023-02-16

【中文标题】为啥 SQL 中没有 PRODUCT 聚合函数？

【英文标题】：Why is there no PRODUCT aggregate function in SQL?为什么 SQL 中没有 PRODUCT 聚合函数？

【发布时间】：2011-04-24 03:44:08

【问题描述】：

我正在寻找类似于 SELECT PRODUCT(table.price) FROM table GROUP BY table.sale 的东西，类似于 SUM 的工作方式。

我是否遗漏了文档中的某些内容，或者真的没有 PRODUCT 函数？

如果是这样，为什么不呢？

注意：我在 postgres、mysql 和 mssql 中查找了该函数，但没有找到，所以我假设所有 sql 都不支持它。

【问题讨论】：

我猜想在一组数字上计算乘积比求和要难得多。即使在您的示例中，您希望多久计算一次一组价格的乘积？

product(table.price) 应该回答的价值是多少？阅读“产品聚合函数”，我知道它是返回结果集中找到的所有 table.price 值的乘积：Row1.Price * Row2.Price * ... * RowN.Price。但是对于我的生活，我无法理解这个价值“意味着”什么，它应该传达什么信息？对于价格或任何其他类型的价值，它的实际应用是什么？请赐教。

就我而言，它实际上不是为了价格，而是为了获得收益的乘积（qty_out / qty_in）。

@MarjanVenema 将我带到这里的用例：risk 和 risk_prevention 表中的 eevry 风险有一个 damage_value 代表处于风险中的金额。每个risk_prevention 都有一个risk_multiplier >0 和damage_value * 所有risk_prevention.risk_multiplier。这个逻辑不是我的身份。它是客户正在使用的以及客户在软件中想要的。 （抱歉伪代码不好）

当 var 始终为正时，exp(sum(log(var1)) 是乘积(var1)。

【参考方案1】：

您可以执行产品聚合函数，但您必须自己进行数学运算，就像这样...

SELECT
    Exp(Sum(IIf(Abs([Num])=0,0,Log(Abs([Num])))))*IIf(Min(Abs([Num]))=0,0,1)*(1-2*(Sum(IIf([Num]>=0,0,1)) Mod 2)) AS P
FROM
   Table1

来源：http://productfunctionsql.codeplex.com/

【参考方案2】：

我不知道为什么没有，但是（多注意负数）你可以使用日志和指数来做：-

select exp (sum (ln (table.price))) from table ...

【讨论】：

如果要计算整数列值的乘积，请添加 round()。有时会返回 .9999... 而不是整个 int。

这很聪明

在 T-SQL 中，select exp (sum (log (table.price)))

【参考方案3】：

对于 MSSQL，您可以使用它。它可以被其他平台采用：它只是数学和对数聚合。

SELECT
    GrpID,
    CASE
       WHEN MinVal = 0 THEN 0
       WHEN Neg % 2 = 1 THEN -1 * EXP(ABSMult)
       ELSE EXP(ABSMult)
    END
FROM
    (
    SELECT
       GrpID, 
       --log of +ve row values
       SUM(LOG(ABS(NULLIF(Value, 0)))) AS ABSMult,
       --count of -ve values. Even = +ve result.
       SUM(SIGN(CASE WHEN Value < 0 THEN 1 ELSE 0 END)) AS Neg,
       --anything * zero = zero
       MIN(ABS(Value)) AS MinVal
    FROM
       Mytable
    GROUP BY
       GrpID
    ) foo

取自我在这里的回答：SQL Server Query - groupwise multiplication

【讨论】：

"这只是数学和对数的聚合" :) log(a*b*c...*n)=log(a)+log(b)+log(c)...+log(n)

快速提问。为此，您必须对 log 和 power 函数使用相同的基础，对吗？但是 LOG 和 EXP 不在同一个底上运算：LOG 以 10 为底，而 EXP 以 e 为底。所以正确的答案是使用 LN 代替 LOG 或 10^ABSMult 代替 EXP(ABSMult)。对吗？

在 SQL Server 中有 LOG（以 e 为底）和 LOG10（以 10 为底）。裸日志函数现在有一个可选的基本参数。 docs.microsoft.com/en-us/sql/t-sql/functions/log-transact-sql 和 docs.microsoft.com/en-us/sql/t-sql/functions/log10-transact-sql

确认！我们的问题是我们在 SQL Server 中使用了您的代码，后来将其移植到 Teradata，其中 LOG() 是 base 10。显然，我们的计算突然间没有明显的原因。我很确定我已经看到 LOG 为基数 2 的语言（不一定是 SQL）。由于这个问题被标记为一般 SQL，因此我们的主要信息是检查目标实现中 LOG 函数的行为如果没有得到预期的结果。顺便说一句，绝妙的想法和实施！

【参考方案4】：

SQL 标准中没有PRODUCT 设置函数。不过，它似乎是一个有价值的候选者（与 CONCATENATE 集合函数不同：它不适合 SQL，例如，生成的数据类型将涉及多值并在第一范式方面造成问题）。

SQL 标准旨在整合大约 1990 年的 SQL 产品的功能，并为未来的发展提供“思想领导力”。简而言之，它们记录了 SQL 做什么以及 SQL 应该做什么。 PRODUCT set 函数的缺失表明，在 1990 年，尽管它没有值得包含的供应商，并且没有学术兴趣将其引入标准。

当然，供应商一直在寻求添加自己的功能，这些天通常作为标准的扩展而不是切线。我不记得在我使用过的任何 SQL 产品中看到过 PRODUCT 设置函数（甚至是对一个函数的需求）。

在任何情况下，使用log 和exp 标量函数（以及处理负数的逻辑）和SUM set 函数都相当简单；有关一些示例代码，请参阅@gbn 的答案。不过，我从来不需要在业务应用程序中执行此操作。

总之，我的最佳猜测是 SQL 最终用户不需要 PRODUCT 设置函数；此外，任何对学术感兴趣的人都可能会发现可以接受的解决方法（即不会重视 PRODUCT set 函数将提供的语法糖）。

出于兴趣，SQL Server Land 确实需要新的集合函数，但需要窗口函数种类（以及标准 SQL）。有关更多详细信息，包括如何参与进一步推动需求，请参阅Itzik Ben-Gan's blog。

【讨论】：

+1 "SQL 标准中没有 PRODUCT 集函数。不过，它似乎是一个值得候选的对象" - 几何平均函数也是如此。

不幸的是，这个答案是完全错误的。 exp(sum(log(column))) 适用于正数或查看下面更好的答案。

马克，地理平均值是这样的：exp(avg(log(x)))

这个典故是这样的：当已经有办法做某事时，吵闹就会被静音。无论如何，sql 的传统重点是会计而不是数据科学。

【参考方案5】：

我认为这是因为没有编号系统能够容纳许多产品。由于数据库是为大量记录而设计的，因此 1000 个数字的乘积将非常庞大，如果是浮点数，传播的错误将是巨大的。

另请注意，使用日志可能是一个危险的解决方案。尽管在数学上 log(a*b) = log(a)*log(b)，但它可能不在计算机中，因为我们不是在处理实数。如果你计算 2^(log(a)+log(b)) 而不是 a*b，你可能会得到意想不到的结果。例如：

选择 9999999999*99999999974482, EXP(LOG(9999999999)+LOG(99999999974482))

在 Sql Server 中返回

999999999644820000025518, 9.99999999644812E+23

所以我的意思是，当你尝试做产品时，要小心谨慎，并且要进行大量测试。

【参考方案6】：

处理此问题的一种方法（如果您使用脚本语言）是使用 group_concat 函数。 例如SELECT group_concat(table.price) FROM table GROUP BY table.sale

这将返回一个字符串，其中包含相同销售价值的所有价格，以逗号分隔。 然后使用解析器，您可以获得每个价格，并进行乘法运算。 （在php中你甚至可以使用array_reduce函数，实际上在php.net manual你得到了一个合适的例子）。

干杯

【参考方案7】：

T-SQL 中有一个巧妙的技巧（不确定它是否是 ANSI），它允许将一组行中的字符串值连接到一个变量中。看起来它也适用于乘法：

declare @Floats as table (value float)
insert into @Floats values (0.9)
insert into @Floats values (0.9)
insert into @Floats values (0.9)

declare @multiplier float = null

select 
    @multiplier = isnull(@multiplier, '1') * value
from @Floats

select @multiplier

这可能比 log/exp 解决方案在数值上更稳定。

【参考方案8】：

可以使用现代 SQL 功能（例如窗口函数和 CTE）来解决该问题。一切都是标准 SQL，并且 - 与基于对数的解决方案不同 - 不需要从整数世界切换到浮点世界，也不需要处理非正数。只需对行进行编号并在递归查询中评估产品，直到没有行剩余：

   with recursive t(c) as (
     select unnest(array[2,5,7,8])
   ), r(c,n) as (
     select t.c, row_number() over () from t
   ), p(c,n) as (
     select c, n from r where n = 1
     union all
     select r.c * p.c, r.n from p join r on p.n + 1 = r.n
   )
   select c from p where n = (select max(n) from p);

由于您的问题涉及按销售列分组，所以事情有点复杂，但仍然可以解决：

   with recursive t(sale,price) as (
     select 'multiplication', 2 union
     select 'multiplication', 5 union
     select 'multiplication', 7 union
     select 'multiplication', 8 union
     select 'trivial', 1 union
     select 'trivial', 8 union
     select 'negatives work', -2 union
     select 'negatives work', -3 union
     select 'negatives work', -5 union
     select 'look ma, zero works too!', 1 union
     select 'look ma, zero works too!', 0 union
     select 'look ma, zero works too!', 2
   ), r(sale,price,n,maxn) as (
     select t.sale, t.price, row_number() over (partition by sale), count(1) over (partition by sale)
     from t
   ), p(sale,price,n,maxn) as (
     select sale, price, n, maxn
     from r where n = 1
     union all
     select p.sale, r.price * p.price, r.n, r.maxn
     from p
     join r on p.sale = r.sale and p.n + 1 = r.n
   )
   select sale, price
   from p
   where n = maxn
   order by sale;

结果：

sale,price
"look ma, zero works too!",0
multiplication,560
negatives work,-30
trivial,8

在 Postgres 上测试。

【讨论】：

Connor McDonald 在他的精彩文章 connor-mcdonald.com/2020/11/18/… 中提到了这个答案。还提到了另一种解决方案（XML，模型子句）并从性能角度进行了分析。我完全同意 Connor 的观点，最有效的方法是在 Oracle 环境中自定义聚合函数。

【参考方案9】：

另一种方法基于笛卡尔积的基数是特定集合的基数的乘积；-)

⚠ 警告：这个例子只是为了好玩，比较学术，不要在生产中使用它！ （除了它仅适用于正整数和实际上很小的整数）⚠

with recursive t(c) as (
  select unnest(array[2,5,7,8])
), p(a) as (
  select array_agg(c) from t
  union all
  select p.a[2:]
  from p
  cross join generate_series(1, p.a[1])
)
select count(*) from p where cardinality(a) = 0;

【参考方案10】：

这是任何需要它的人的预言机解决方案

with data(id, val) as(
select 1,1.0 from dual union all
select 2,-2.0 from dual union all
select 3,1.0 from dual union all
select 4,2.0 from dual 
),
neg(val , modifier) as(
select exp(sum(ln(abs(val)))), case when mod(count(*),2) = 0 then 1 Else -1 end
from data
where val <0
)
,
pos(val) as (
select exp(sum(ln(val)))
from data
where val >=0
)
select (select val*modifier from neg)*(select val from pos) product from dual