ウィンドウ関数

ウィンドウ関数の概要ページ

ウィンドウ関数を使用すると、現在の行に関連する行の集合に対して計算を実行できます。 実行できる計算の中には集約関数で行えるものと似たものもありますが、ウィンドウ関数では行が単一の出力にグループ化されることはなく、個々の行はそのまま返されます。

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標準的なウィンドウ関数

ClickHouse は、ウィンドウおよびウィンドウ関数を定義するための標準的な構文をサポートしています。以下の表は、各機能が現在サポートされているかどうかを示しています。

Feature	Supported?
アドホックなウィンドウ指定 (count(*) over (partition by id order by time desc))	✅
ウィンドウ関数を含む式 (例: (count(*) over ()) / 2)	✅
WINDOW 句 (select ... from table window w as (partition by id))	✅
ROWS フレーム	✅
RANGE フレーム	✅ (デフォルト)
DateTime の RANGE OFFSET フレームに対する INTERVAL 構文	❌ (代わりに秒数を指定してください (RANGE は任意の数値型で使用できます) 。)
GROUPS フレーム	❌
フレームに対する集約関数の計算 (sum(value) over (order by time))	✅ (すべての集約関数をサポート)
rank(), dense_rank(), row_number()	✅ Alias: denseRank()
percent_rank()	✅ データセット内のパーティションにおける値の相対的な順位を効率的に計算します。この関数は、ifNull((rank() OVER(PARTITION BY x ORDER BY y) - 1) / nullif(count(1) OVER(PARTITION BY x) - 1, 0), 0) のような、より冗長で計算コストの高い手動の SQL 計算を実質的に置き換えるものです Alias: percentRank()
cume_dist()	✅ 値のグループ内での累積分布を計算します。現在の行の値以下の値を持つ行の割合を返します。
lag/lead(value, offset)	✅ 次のいずれかの回避策も使用できます。 1) any(value) over (.... rows between <offset> preceding and <offset> preceding)、または lead の場合は following を使用 2) lagInFrame/leadInFrame。これらは同等の関数ですが、ウィンドウフレームを考慮します。lag/lead と同じ動作にするには、rows between unbounded preceding and unbounded following を使用してください
ntile(buckets)	✅ (partition by x order by y rows between unbounded preceding and unbounded following) のようにウィンドウを指定してください。

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ClickHouse固有のウィンドウ関数

以下のClickHouse固有のウィンドウ関数も利用できます。

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nonNegativeDerivative(metric_column, timestamp_column[, INTERVAL X UNITS])

timestamp_column に基づいて、指定された metric_column の非負の導関数を求めます。 INTERVAL は省略可能で、デフォルトは INTERVAL 1 SECOND です。 各行の計算値は次のとおりです。

• 1行目は 0
• $i$ 行目は ${\text{metric}_i - \text{metric}_{i-1} \over \text{timestamp}_i - \text{timestamp}_{i-1}} * \text{interval}$

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構文

aggregate_function (column_name)
  OVER ([[PARTITION BY grouping_column] [ORDER BY sorting_column] 
        [ROWS or RANGE expression_to_bound_rows_within_the_group]] | [window_name])
FROM table_name
WINDOW window_name as ([
  [PARTITION BY grouping_column]
  [ORDER BY sorting_column]
  [ROWS or RANGE expression_to_bound_rows_within_the_group]
])

• PARTITION BY - 結果セットをどのようにグループに分けるかを定義します。
• ORDER BY - aggregate_function の計算時に、グループ内の行をどのような順序で並べるかを定義します。
• ROWS or RANGE - フレームの境界を定義し、aggregate_function はそのフレーム内で計算されます。
• WINDOW - 複数の式で同じウィンドウ定義を使えるようにします。

      PARTITION
┌─────────────────┐  <-- UNBOUNDED PRECEDING (BEGINNING of the PARTITION)
│                 │
│                 │
│=================│  <-- N PRECEDING  <─┐
│      N ROWS     │                     │  F
│  Before CURRENT │                     │  R
│~~~~~~~~~~~~~~~~~│  <-- CURRENT ROW    │  A
│     M ROWS      │                     │  M
│   After CURRENT │                     │  E
│=================│  <-- M FOLLOWING  <─┘
│                 │
│                 │
└─────────────────┘  <--- UNBOUNDED FOLLOWING (END of the PARTITION)

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関数

これらの関数は、ウィンドウ関数としてのみ使用できます。

• row_number() - 現在の行に、パーティション内で 1 から始まる番号を付けます。
• first_value(x) - 順序付けされたフレーム内で評価された最初の値を返します。
• last_value(x) - 順序付けされたフレーム内で評価された最後の値を返します。
• nth_value(x, offset) - 順序付けされたフレーム内の n 番目の行 (offset) に対して評価された、最初の非 NULL 値を返します。
• rank() - 現在の行に、パーティション内で飛び番ありの順位を付けます。
• dense_rank() - 現在の行に、パーティション内で飛び番なしの順位を付けます。
• lagInFrame(x) - 順序付けされたフレーム内で、現在の行より前の指定された物理オフセットにある行で評価された値を返します。
• leadInFrame(x) - 順序付けされたフレーム内で、現在の行の後ろに offset 行だけ離れた行で評価された値を返します。

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例

ウィンドウ関数の使用例をいくつか見てみましょう。

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行番号の付与

CREATE TABLE salaries
(
    `team` String,
    `player` String,
    `salary` UInt32,
    `position` String
)
Engine = Memory;

INSERT INTO salaries FORMAT Values
    ('Port Elizabeth Barbarians', 'Gary Chen', 195000, 'F'),
    ('New Coreystad Archdukes', 'Charles Juarez', 190000, 'F'),
    ('Port Elizabeth Barbarians', 'Michael Stanley', 150000, 'D'),
    ('New Coreystad Archdukes', 'Scott Harrison', 150000, 'D'),
    ('Port Elizabeth Barbarians', 'Robert George', 195000, 'M');

SELECT
    player,
    salary,
    row_number() OVER (ORDER BY salary ASC) AS row
FROM salaries;

┌─player──────────┬─salary─┬─row─┐
│ Michael Stanley │ 150000 │   1 │
│ Scott Harrison  │ 150000 │   2 │
│ Charles Juarez  │ 190000 │   3 │
│ Gary Chen       │ 195000 │   4 │
│ Robert George   │ 195000 │   5 │
└─────────────────┴────────┴─────┘

SELECT
    player,
    salary,
    row_number() OVER (ORDER BY salary ASC) AS row,
    rank() OVER (ORDER BY salary ASC) AS rank,
    dense_rank() OVER (ORDER BY salary ASC) AS denseRank
FROM salaries;

┌─player──────────┬─salary─┬─row─┬─rank─┬─denseRank─┐
│ Michael Stanley │ 150000 │   1 │    1 │         1 │
│ Scott Harrison  │ 150000 │   2 │    1 │         1 │
│ Charles Juarez  │ 190000 │   3 │    3 │         2 │
│ Gary Chen       │ 195000 │   4 │    4 │         3 │
│ Robert George   │ 195000 │   5 │    4 │         3 │
└─────────────────┴────────┴─────┴──────┴───────────┘

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集計関数

各選手の給与を所属チームの平均給与と比較します。

SELECT
    player,
    salary,
    team,
    avg(salary) OVER (PARTITION BY team) AS teamAvg,
    salary - teamAvg AS diff
FROM salaries;

┌─player──────────┬─salary─┬─team──────────────────────┬─teamAvg─┬───diff─┐
│ Charles Juarez  │ 190000 │ New Coreystad Archdukes   │  170000 │  20000 │
│ Scott Harrison  │ 150000 │ New Coreystad Archdukes   │  170000 │ -20000 │
│ Gary Chen       │ 195000 │ Port Elizabeth Barbarians │  180000 │  15000 │
│ Michael Stanley │ 150000 │ Port Elizabeth Barbarians │  180000 │ -30000 │
│ Robert George   │ 195000 │ Port Elizabeth Barbarians │  180000 │  15000 │
└─────────────────┴────────┴───────────────────────────┴─────────┴────────┘

各選手の給与をチーム内の最高額と比較します。

SELECT
    player,
    salary,
    team,
    max(salary) OVER (PARTITION BY team) AS teamMax,
    salary - teamMax AS diff
FROM salaries;

┌─player──────────┬─salary─┬─team──────────────────────┬─teamMax─┬───diff─┐
│ Charles Juarez  │ 190000 │ New Coreystad Archdukes   │  190000 │      0 │
│ Scott Harrison  │ 150000 │ New Coreystad Archdukes   │  190000 │ -40000 │
│ Gary Chen       │ 195000 │ Port Elizabeth Barbarians │  195000 │      0 │
│ Michael Stanley │ 150000 │ Port Elizabeth Barbarians │  195000 │ -45000 │
│ Robert George   │ 195000 │ Port Elizabeth Barbarians │  195000 │      0 │
└─────────────────┴────────┴───────────────────────────┴─────────┴────────┘

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カラムによるパーティション化

CREATE TABLE wf_partition
(
    `part_key` UInt64,
    `value` UInt64,
    `order` UInt64    
)
ENGINE = Memory;

INSERT INTO wf_partition FORMAT Values
   (1,1,1), (1,2,2), (1,3,3), (2,0,0), (3,0,0);

SELECT
    part_key,
    value,
    order,
    groupArray(value) OVER (PARTITION BY part_key) AS frame_values
FROM wf_partition
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─part_key─┬─value─┬─order─┬─frame_values─┐
│        1 │     1 │     1 │ [1,2,3]      │   <┐   
│        1 │     2 │     2 │ [1,2,3]      │    │  第1グループ
│        1 │     3 │     3 │ [1,2,3]      │   <┘ 
│        2 │     0 │     0 │ [0]          │   <- 第2グループ
│        3 │     0 │     0 │ [0]          │   <- 第3グループ
└──────────┴───────┴───────┴──────────────┘

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フレーム境界の指定

CREATE TABLE wf_frame
(
    `part_key` UInt64,
    `value` UInt64,
    `order` UInt64
)
ENGINE = Memory;

INSERT INTO wf_frame FORMAT Values
   (1,1,1), (1,2,2), (1,3,3), (1,4,4), (1,5,5);

-- フレームはパーティションの境界によって制限される (BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND UNBOUNDED FOLLOWING)
SELECT
    part_key,
    value,
    order,
    groupArray(value) OVER (
        PARTITION BY part_key 
        ORDER BY order ASC
        ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND UNBOUNDED FOLLOWING
    ) AS frame_values
FROM wf_frame
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;
    
┌─part_key─┬─value─┬─order─┬─frame_values─┐
│        1 │     1 │     1 │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     2 │     2 │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     3 │     3 │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     4 │     4 │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     5 │     5 │ [1,2,3,4,5]  │
└──────────┴───────┴───────┴──────────────┘

-- 短縮形 - 境界式なし、ORDER BY なし、
-- `ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND UNBOUNDED FOLLOWING` と同等
SELECT
    part_key,
    value,
    order,
    groupArray(value) OVER (PARTITION BY part_key) AS frame_values_short,
    groupArray(value) OVER (PARTITION BY part_key
         ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND UNBOUNDED FOLLOWING
    ) AS frame_values
FROM wf_frame
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;
┌─part_key─┬─value─┬─order─┬─frame_values_short─┬─frame_values─┐
│        1 │     1 │     1 │ [1,2,3,4,5]        │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     2 │     2 │ [1,2,3,4,5]        │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     3 │     3 │ [1,2,3,4,5]        │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     4 │     4 │ [1,2,3,4,5]        │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     5 │     5 │ [1,2,3,4,5]        │ [1,2,3,4,5]  │
└──────────┴───────┴───────┴────────────────────┴──────────────┘

-- フレームはパーティションの先頭から現在の行までに限定される
SELECT
    part_key,
    value,
    order,
    groupArray(value) OVER (
        PARTITION BY part_key 
        ORDER BY order ASC
        ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT ROW
    ) AS frame_values
FROM wf_frame
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─part_key─┬─value─┬─order─┬─frame_values─┐
│        1 │     1 │     1 │ [1]          │
│        1 │     2 │     2 │ [1,2]        │
│        1 │     3 │     3 │ [1,2,3]      │
│        1 │     4 │     4 │ [1,2,3,4]    │
│        1 │     5 │     5 │ [1,2,3,4,5]  │
└──────────┴───────┴───────┴──────────────┘

-- 短縮形（フレームはパーティションの先頭から現在行までに限定される）
-- `ORDER BY order ASC ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT ROW` と同等
SELECT
    part_key,
    value,
    order,
    groupArray(value) OVER (PARTITION BY part_key ORDER BY order ASC) AS frame_values_short,
    groupArray(value) OVER (PARTITION BY part_key ORDER BY order ASC
       ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND CURRENT ROW
    ) AS frame_values
FROM wf_frame
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─part_key─┬─value─┬─order─┬─frame_values_short─┬─frame_values─┐
│        1 │     1 │     1 │ [1]                │ [1]          │
│        1 │     2 │     2 │ [1,2]              │ [1,2]        │
│        1 │     3 │     3 │ [1,2,3]            │ [1,2,3]      │
│        1 │     4 │     4 │ [1,2,3,4]          │ [1,2,3,4]    │
│        1 │     5 │     5 │ [1,2,3,4,5]        │ [1,2,3,4,5]  │
└──────────┴───────┴───────┴────────────────────┴──────────────┘

-- フレームはパーティションの先頭から現在行までに限定されているが、順序は逆順
SELECT
    part_key,
    value,
    order,
    groupArray(value) OVER (PARTITION BY part_key ORDER BY order DESC) AS frame_values
FROM wf_frame
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─part_key─┬─value─┬─order─┬─frame_values─┐
│        1 │     1 │     1 │ [5,4,3,2,1]  │
│        1 │     2 │     2 │ [5,4,3,2]    │
│        1 │     3 │     3 │ [5,4,3]      │
│        1 │     4 │     4 │ [5,4]        │
│        1 │     5 │     5 │ [5]          │
└──────────┴───────┴───────┴──────────────┘

-- スライディングフレーム - 1 PRECEDING ROW AND CURRENT ROW
SELECT
    part_key,
    value,
    order,
    groupArray(value) OVER (
        PARTITION BY part_key 
        ORDER BY order ASC
        ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND CURRENT ROW
    ) AS frame_values
FROM wf_frame
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─part_key─┬─value─┬─order─┬─frame_values─┐
│        1 │     1 │     1 │ [1]          │
│        1 │     2 │     2 │ [1,2]        │
│        1 │     3 │     3 │ [2,3]        │
│        1 │     4 │     4 │ [3,4]        │
│        1 │     5 │     5 │ [4,5]        │
└──────────┴───────┴───────┴──────────────┘

-- スライディングフレーム - ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND UNBOUNDED FOLLOWING 
SELECT
    part_key,
    value,
    order,
    groupArray(value) OVER (
        PARTITION BY part_key 
        ORDER BY order ASC
        ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND UNBOUNDED FOLLOWING
    ) AS frame_values
FROM wf_frame
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─part_key─┬─value─┬─order─┬─frame_values─┐
│        1 │     1 │     1 │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     2 │     2 │ [1,2,3,4,5]  │
│        1 │     3 │     3 │ [2,3,4,5]    │
│        1 │     4 │     4 │ [3,4,5]      │
│        1 │     5 │     5 │ [4,5]        │
└──────────┴───────┴───────┴──────────────┘

-- row_number はフレームを考慮しないため、rn_1 = rn_2 = rn_3 != rn_4 となる
SELECT
    part_key,
    value,
    order,
    groupArray(value) OVER w1 AS frame_values,
    row_number() OVER w1 AS rn_1,
    sum(1) OVER w1 AS rn_2,
    row_number() OVER w2 AS rn_3,
    sum(1) OVER w2 AS rn_4
FROM wf_frame
WINDOW
    w1 AS (PARTITION BY part_key ORDER BY order DESC),
    w2 AS (
        PARTITION BY part_key 
        ORDER BY order DESC 
        ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND CURRENT ROW
    )
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─part_key─┬─value─┬─order─┬─frame_values─┬─rn_1─┬─rn_2─┬─rn_3─┬─rn_4─┐ │ 1 │ 1 │ 1 │ [5,4,3,2,1] │ 5 │ 5 │ 5 │ 2 │ │ 1 │ 2 │ 2 │ [5,4,3,2] │ 4 │ 4 │ 4 │ 2 │ │ 1 │ 3 │ 3 │ [5,4,3] │ 3 │ 3 │ 3 │ 2 │ │ 1 │ 4 │ 4 │ [5,4] │ 2 │ 2 │ 2 │ 2 │ │ 1 │ 5 │ 5 │ [5] │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ └──────────┴───────┴───────┴──────────────┴──────┴──────┴──────┴──────┘

```sql
-- first_value と last_value はフレームを尊重する
SELECT
    groupArray(value) OVER w1 AS frame_values_1,
    first_value(value) OVER w1 AS first_value_1,
    last_value(value) OVER w1 AS last_value_1,
    groupArray(value) OVER w2 AS frame_values_2,
    first_value(value) OVER w2 AS first_value_2,
    last_value(value) OVER w2 AS last_value_2
FROM wf_frame
WINDOW
    w1 AS (PARTITION BY part_key ORDER BY order ASC),
    w2 AS (PARTITION BY part_key ORDER BY order ASC ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND CURRENT ROW)
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─frame_values_1─┬─first_value_1─┬─last_value_1─┬─frame_values_2─┬─first_value_2─┬─last_value_2─┐
│ [1]            │             1 │            1 │ [1]            │             1 │            1 │
│ [1,2]          │             1 │            2 │ [1,2]          │             1 │            2 │
│ [1,2,3]        │             1 │            3 │ [2,3]          │             2 │            3 │
│ [1,2,3,4]      │             1 │            4 │ [3,4]          │             3 │            4 │
│ [1,2,3,4,5]    │             1 │            5 │ [4,5]          │             4 │            5 │
└────────────────┴───────────────┴──────────────┴────────────────┴───────────────┴──────────────┘

-- フレーム内の2番目の値
SELECT
    groupArray(value) OVER w1 AS frame_values_1,
    nth_value(value, 2) OVER w1 AS second_value
FROM wf_frame
WINDOW w1 AS (PARTITION BY part_key ORDER BY order ASC ROWS BETWEEN 3 PRECEDING AND CURRENT ROW)
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─frame_values_1─┬─second_value─┐
│ [1]            │            0 │
│ [1,2]          │            2 │
│ [1,2,3]        │            2 │
│ [1,2,3,4]      │            2 │
│ [2,3,4,5]      │            3 │
└────────────────┴──────────────┘

-- フレーム内の2番目の値 + 欠損値にはNullを返す
SELECT
    groupArray(value) OVER w1 AS frame_values_1,
    nth_value(toNullable(value), 2) OVER w1 AS second_value
FROM wf_frame
WINDOW w1 AS (PARTITION BY part_key ORDER BY order ASC ROWS BETWEEN 3 PRECEDING AND CURRENT ROW)
ORDER BY
    part_key ASC,
    value ASC;

┌─frame_values_1─┬─second_value─┐ │ [1] │ ᴺᵁᴸᴸ │ │ [1,2] │ 2 │ │ [1,2,3] │ 2 │ │ [1,2,3,4] │ 2 │ │ [2,3,4,5] │ 3 │ └────────────────┴──────────────┘

​

実践的な例

以下の例では、現実によくある問題を解決する方法を示します。

​

部門ごとの最高給与／給与総額

CREATE TABLE employees
(
    `department` String,
    `employee_name` String,
    `salary` Float
)
ENGINE = Memory;

INSERT INTO employees FORMAT Values
   ('Finance', 'Jonh', 200),
   ('Finance', 'Joan', 210),
   ('Finance', 'Jean', 505),
   ('IT', 'Tim', 200),
   ('IT', 'Anna', 300),
   ('IT', 'Elen', 500);

SELECT
    department,
    employee_name AS emp,
    salary,
    max_salary_per_dep,
    total_salary_per_dep,
    round((salary / total_salary_per_dep) * 100, 2) AS `share_per_dep(%)`
FROM
(
    SELECT
        department,
        employee_name,
        salary,
        max(salary) OVER wndw AS max_salary_per_dep,
        sum(salary) OVER wndw AS total_salary_per_dep
    FROM employees
    WINDOW wndw AS (
        PARTITION BY department
        ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING AND UNBOUNDED FOLLOWING
    )
    ORDER BY
        department ASC,
        employee_name ASC
);

┌─department─┬─emp──┬─salary─┬─max_salary_per_dep─┬─total_salary_per_dep─┬─share_per_dep(%)─┐
│ Finance    │ Jean │    505 │                505 │                  915 │            55.19 │
│ Finance    │ Joan │    210 │                505 │                  915 │            22.95 │
│ Finance    │ Jonh │    200 │                505 │                  915 │            21.86 │
│ IT         │ Anna │    300 │                500 │                 1000 │               30 │
│ IT         │ Elen │    500 │                500 │                 1000 │               50 │
│ IT         │ Tim  │    200 │                500 │                 1000 │               20 │
└────────────┴──────┴────────┴────────────────────┴──────────────────────┴──────────────────┘

​

累積和

CREATE TABLE warehouse
(
    `item` String,
    `ts` DateTime,
    `value` Float
)
ENGINE = Memory

INSERT INTO warehouse VALUES
    ('sku38', '2020-01-01', 9),
    ('sku38', '2020-02-01', 1),
    ('sku38', '2020-03-01', -4),
    ('sku1', '2020-01-01', 1),
    ('sku1', '2020-02-01', 1),
    ('sku1', '2020-03-01', 1);

SELECT
    item,
    ts,
    value,
    sum(value) OVER (PARTITION BY item ORDER BY ts ASC) AS stock_balance
FROM warehouse
ORDER BY
    item ASC,
    ts ASC;

┌─item──┬──────────────────ts─┬─value─┬─stock_balance─┐
│ sku1  │ 2020-01-01 00:00:00 │     1 │             1 │
│ sku1  │ 2020-02-01 00:00:00 │     1 │             2 │
│ sku1  │ 2020-03-01 00:00:00 │     1 │             3 │
│ sku38 │ 2020-01-01 00:00:00 │     9 │             9 │
│ sku38 │ 2020-02-01 00:00:00 │     1 │            10 │
│ sku38 │ 2020-03-01 00:00:00 │    -4 │             6 │
└───────┴─────────────────────┴───────┴───────────────┘

​

移動平均 / スライディング平均 (3行単位)

CREATE TABLE sensors
(
    `metric` String,
    `ts` DateTime,
    `value` Float
)
ENGINE = Memory;

insert into sensors values(‘cpu_temp’, ‘2020-01-01 00:00:00’, 87), (‘cpu_temp’, ‘2020-01-01 00:00:01’, 77), (‘cpu_temp’, ‘2020-01-01 00:00:02’, 93), (‘cpu_temp’, ‘2020-01-01 00:00:03’, 87), (‘cpu_temp’, ‘2020-01-01 00:00:04’, 87), (‘cpu_temp’, ‘2020-01-01 00:00:05’, 87), (‘cpu_temp’, ‘2020-01-01 00:00:06’, 87), (‘cpu_temp’, ‘2020-01-01 00:00:07’, 87);

```sql
SELECT
    metric,
    ts,
    value,
    avg(value) OVER (
        PARTITION BY metric 
        ORDER BY ts ASC 
        ROWS BETWEEN 2 PRECEDING AND CURRENT ROW
    ) AS moving_avg_temp
FROM sensors
ORDER BY
    metric ASC,
    ts ASC;

┌─metric───┬──────────────────ts─┬─value─┬───moving_avg_temp─┐
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:00:00 │    87 │                87 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:00:01 │    77 │                82 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:00:02 │    93 │ 85.66666666666667 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:00:03 │    87 │ 85.66666666666667 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:00:04 │    87 │                89 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:00:05 │    87 │                87 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:00:06 │    87 │                87 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:00:07 │    87 │                87 │
└──────────┴─────────────────────┴───────┴───────────────────┘

​

移動平均／スライディング平均 (10秒ごと)

SELECT
    metric,
    ts,
    value,
    avg(value) OVER (PARTITION BY metric ORDER BY ts
      RANGE BETWEEN 10 PRECEDING AND CURRENT ROW) AS moving_avg_10_seconds_temp
FROM sensors
ORDER BY
    metric ASC,
    ts ASC;
    
┌─metric───┬──────────────────ts─┬─value─┬─moving_avg_10_seconds_temp─┐
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:00:00 │    87 │                         87 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:01:10 │    77 │                         77 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:02:20 │    93 │                         93 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:03:30 │    87 │                         87 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:04:40 │    87 │                         87 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:05:50 │    87 │                         87 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:06:00 │    87 │                         87 │
│ cpu_temp │ 2020-01-01 00:07:10 │    87 │                         87 │
└──────────┴─────────────────────┴───────┴────────────────────────────┘

​

移動平均 / スライディング平均 (10日単位)

温度は秒精度で保存されていますが、Range と ORDER BY toDate(ts) を使うことで、サイズが 10 単位のフレームを作成します。toDate(ts) を使っているため、その単位は日です。

CREATE TABLE sensors
(
    `metric` String,
    `ts` DateTime,
    `value` Float
)
ENGINE = Memory;

insert into sensors values(‘ambient_temp’, ‘2020-01-01 00:00:00’, 16), (‘ambient_temp’, ‘2020-01-01 12:00:00’, 16), (‘ambient_temp’, ‘2020-01-02 11:00:00’, 9), (‘ambient_temp’, ‘2020-01-02 12:00:00’, 9), (‘ambient_temp’, ‘2020-02-01 10:00:00’, 10), (‘ambient_temp’, ‘2020-02-01 12:00:00’, 10), (‘ambient_temp’, ‘2020-02-10 12:00:00’, 12), (‘ambient_temp’, ‘2020-02-10 13:00:00’, 12), (‘ambient_temp’, ‘2020-02-20 12:00:01’, 16), (‘ambient_temp’, ‘2020-03-01 12:00:00’, 16), (‘ambient_temp’, ‘2020-03-01 12:00:00’, 16), (‘ambient_temp’, ‘2020-03-01 12:00:00’, 16);

```sql
SELECT
    metric,
    ts,
    value,
    round(avg(value) OVER (PARTITION BY metric ORDER BY toDate(ts) 
       RANGE BETWEEN 10 PRECEDING AND CURRENT ROW),2) AS moving_avg_10_days_temp
FROM sensors
ORDER BY
    metric ASC,
    ts ASC;

┌─metric───────┬──────────────────ts─┬─value─┬─moving_avg_10_days_temp─┐
│ ambient_temp │ 2020-01-01 00:00:00 │    16 │                      16 │
│ ambient_temp │ 2020-01-01 12:00:00 │    16 │                      16 │
│ ambient_temp │ 2020-01-02 11:00:00 │     9 │                    12.5 │
│ ambient_temp │ 2020-01-02 12:00:00 │     9 │                    12.5 │
│ ambient_temp │ 2020-02-01 10:00:00 │    10 │                      10 │
│ ambient_temp │ 2020-02-01 12:00:00 │    10 │                      10 │
│ ambient_temp │ 2020-02-10 12:00:00 │    12 │                      11 │
│ ambient_temp │ 2020-02-10 13:00:00 │    12 │                      11 │
│ ambient_temp │ 2020-02-20 12:00:01 │    16 │                   13.33 │
│ ambient_temp │ 2020-03-01 12:00:00 │    16 │                      16 │
│ ambient_temp │ 2020-03-01 12:00:00 │    16 │                      16 │
│ ambient_temp │ 2020-03-01 12:00:00 │    16 │                      16 │
└──────────────┴─────────────────────┴───────┴─────────────────────────┘

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参考資料

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GitHub Issues

ウィンドウ関数 の初期サポートに向けたロードマップは、この issue にあります。

ウィンドウ関数 に関連するすべての GitHub issue には、comp-window-functions タグが付けられています。

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テスト

これらのテストには、現在サポートされている構文の例が含まれています。

https://github.com/ClickHouse/ClickHouse/blob/master/tests/performance/window_functions.xml

https://github.com/ClickHouse/ClickHouse/blob/master/tests/queries/0_stateless/01591_window_functions.sql

​

Postgres Docs

https://www.postgresql.org/docs/current/sql-select.html#SQL-WINDOW

https://www.postgresql.org/docs/devel/sql-expressions.html#SYNTAX-WINDOW-FUNCTIONS

https://www.postgresql.org/docs/devel/functions-window.html

https://www.postgresql.org/docs/devel/tutorial-window.html

​

MySQL Docs

https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/window-function-descriptions.html

https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/window-functions-usage.html

https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/window-functions-frames.html

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関連コンテンツ

• ブログ: ClickHouseで時系列データを扱う
• ブログ: Gitコミットのシーケンスに対するウィンドウ関数と配列関数
• ブログ: ClickHouseにデータを取り込む - Part 3 - S3を使う