1、集合運算
在數學中，不僅可以對指定的數字個體做四則運算，還可以對指定的集合整體做交並補運算。類似的，在數據庫中也是不僅可以對具體的數據行進行增刪改查，還可以對查詢結果集進行集合運算。SQL Server 中的集合運算有並集運算、差集運算和交集運算三種，本節將逐一講述。1.1、並集運算 UNION
並集運算符 UNION 的作用是將兩個或多個查詢的結果集合並為單個結果集。在 UNION 運算中，需要確保各個子結果集的字段數相同、字段的順序相同、字段的數據類型兼容。合並結果集的列名始終會取第一個子結果集中的列名，因此，如果要對合並結果集排序，則需要用第一個子結果集的字段名。參數 ALL 表示將全部行並入結果集中，換句話說合並結果集可能會包含重復行；相反，如果未指定該參數，則會刪除重復行。需要注意的是，在做重復判斷時，UNION 會把兩個 NULL 值被視為相等的。因為 UNION ALL 不需要刪除重復行，所以性能比 UNION 要好。因此，除非必須要刪除重復行，否則建議一律使用 UNION ALL。
1.1.1、簡單 UNION ALL。查詢 1 班的男生和 2 班的女生。示例如下：
SELECT * FROM T_Students t1 WHERE t1.ClassId = 1 AND t1.Gender = 1
UNION ALL
SELECT * FROM T_Students t2 WHERE t2.ClassId = 2 AND t2.Gender = 0;
1.1.2、簡單 UNION ALL。查詢 1 班的男生和該班的男生人數。示例如下：
SELECT 1 cnt,t1.Code,t1.Name FROM T_Students t1 WHERE t1.ClassId = 1 AND t1.Gender = 1
UNION ALL
SELECT COUNT(1),NULL,NULL FROM T_Students t2 WHERE t2.ClassId = 1 AND t2.Gender = 1;
查詢結果如下：
cnt Code Name
----------- ------------------------------ ------------------------------
1 S330102001 鄭強
1 S330102002 肖俊生
1 S330300007 錢波
1 S330104009 金橋
4 NULL NULL
1.1.3、UNION 與 ORDER BY。查詢 1 班的男生和 2 班的女生，並且將最終結果集按年齡從大到小排序。示例如下：
SELECT * FROM T_Students t1 WHERE t1.ClassId = 1 AND t1.Gender = 1
UNION ALL
SELECT * FROM T_Students t2 WHERE t2.ClassId = 2 AND t2.Gender = 0
ORDER BY t1.Birthday;
1.1.4、UNION 與 SELECT INTO。創建一個活動學生表，並將 1 班的男生和 2 班的女生加入其中。示例如下：
SELECT t1.Code,t1.Name,t1.Gender,t1.Birthday
INTO T_ActivityStudents
FROM T_Students t1
WHERE t1.ClassId = 1 AND t1.Gender=1
UNION ALL
SELECT t2.Code,t2.Name,t2.Gender,t2.Birthday
FROM T_Students t2
WHERE t2.ClassId = 2 AND t2.Gender=0;
1.1.5、通過括號來改變 UNION 的運算順序。示例如下：
WITH t AS(
SELECT TOP(3) * FROM T_Students t WHERE t.ClassId = 1 ORDER BY t.Birthday
)
SELECT * FROM t
UNION ALL(
SELECT * FROM t
UNION
SELECT * FROM t
);
簡單說明一下：首先，上例會返回 6 條數據。其次，很明顯 CTE 中包含了年齡最大的 3 個學生。然后，括號會提升運算符的優先級，而且 UNION 會刪除重復行，所以括號中會返回 3 條數據。最后，UNION ALL 不會刪除重復行，所以最終返回的 6 條數據是第一個查詢返回的 3 條數據加上括號中兩個查詢共同產生的 3 條數據。
1.2、差集運算 EXCEPT
差集運算符 EXCEPT 的作用是比較兩個查詢的結果集，然后返回左側結果集包含但右側結果集不包含的行，且不包含重復行。與 UNION 運算相同，EXCEPT 運算也要求各個子結果集的字段數相同、順序相同、類型兼容。且 EXCEPT 也會把兩個 NULL 值被視為相等的。示例如下：SELECT * FROM T_GoodStudents t1 WHERE t1.Gender = 0
EXCEPT
SELECT * FROM T_GoodStudents t2 WHERE t2.Birthday < '2000-01-01';
注意：上例是用女生這個結果集減去非 00 后學生結果集，但得到的結果集並不一定是 00 后女生，因為女生的出生日期可能是 NULL，所以最終的結果集是 00 后女生加上出生日期為 NULL 的女生。
類似於 UNION：EXCEPT 也可以與 ORDER BY 連用來給差集（最終的結果集）排序，而且差集的列名也跟第一個子結果集的列名相同。EXCEPT 還可以與 SELECT INTO 連用將差集拷貝到一個新表中。當有多個 EXCEPT 時也可以通過括號來改變運算順序。具體用法可參考 UNION 的示例。
1.3、交集運算 INTERSECT
交集運算符 INTERSECT 的作用是比較兩個查詢的結果集，然后返回左側結果集和右側結果集都包含的行，且不包含重復行。與 UNION 運算相同，INTERSECT 運算也要求各個子結果集的字段數相同、順序相同、類型兼容。且 INTERSECT 也會把兩個 NULL 值被視為相等的。示例如下：SELECT * FROM T_GoodStudents t1 WHERE t1.Gender = 0
INTERSECT
SELECT * FROM T_GoodStudents t2 WHERE t2.Birthday < '2000-01-01';
注意：上例是取女生這個結果集和非 00 后學生結果集的交集，但得到的結果集並不一定是非 00 后女生，因為女生的出生日期可能是 NULL，所以最終的結果集是非 00 后女生加上出生日期為 NULL 的女生。
類似於 UNION：INTERSECT 也可以與 ORDER BY 連用來給交集（最終的結果集）排序，而且交集的列名也跟第一個子結果集的列名相同。INTERSECT 還可以與 SELECT INTO 連用將交集拷貝到一個新表中。當有多個 INTERSECT 時也可以通過括號來改變運算順序。具體用法可參考 UNION 的示例。
1.4、集合運算小結
上文逐一講述了各個集合運算符的語法和用途。其實這些集合運算符不僅可以單獨使用，還可以結合起來使用，示例如下：SELECT t1.Id,t1.Name,t1.Gender,t1.Birthday FROM T_Students t1 WHERE t1.ClassId = 1
UNION ALL
SELECT t2.Id,t2.Name,t2.Gender,t2.Birthday FROM T_Students t2 WHERE t2.ClassId = 3
EXCEPT
SELECT * FROM T_GoodStudents t3 WHERE t3.Birthday < '2000-01-01'
INTERSECT
SELECT * FROM T_GoodStudents t4 WHERE t4.Gender = 1;
注意：上例的運算順序並不是先 UNION ALL，然后 EXCEPT，再 INTERSECT。因為 INTERSECT 比 EXCEPT 和 UNION 的優先級要高，而 EXCEPT 與 UNION 的優先級相同，所以上例的實際運算順序是先 INTERSECT，然后 UNION ALL，最后再用 UNION ALL 的結果集減 INTERSECT 的結果集，即最后進行 EXCEPT 運算。
2、聚合函數
聚合函數的作用是對一組值執行計算，並返回單個結果值。聚合函數只能在 SELECT 子句或 HAVING 子句中作為表達式來用。求行數函數 COUNT、求和函數 SUM、求最大值函數 MAX、求最小值函數 MIN、求平均值函數 AVG，這 5 個函數是最常用的聚合函數，主流的關系型數據庫也都支持它們。其實常見的關系型數據庫都支持很多聚合函數，但其中大部分都是非標准的，各個數據庫之間的差別也比較大，而且這些函數也都不常用。個人建議實際工作中不要用這些函數，以免跟某個具體的數據庫綁死。
2.1、求行數函數 COUNT
求行數函數 COUNT 會返回查詢結果集的行數。COUNT 函數中可以是一個具體的列，也可以是代表所有列的星號，還可以是一個具體的常量或變量。示例如下：SELECT COUNT(t.Id) result FROM T_Students t; -- result：32 rows
SELECT COUNT(*) result FROM T_Students t; -- result：32 rows
SELECT COUNT(1) result FROM T_Students t; -- result：32 rows
COUNT 是所有聚合函數中唯一不會忽略 NULL 值的函數，但如果被計算列本身含有 NULL 值是會被忽略的。示例如下：
SELECT COUNT(Remark) result FROM T_Students t; -- result：28 rows
在 COUNT 函數中添加 DISTINCT 參數，表示會先去除重復行，然后統計剩下的非 NULL 且唯一的值的個數。示例如下：
SELECT COUNT(DISTINCT Remark) result FROM T_Students t; -- result：26 rows
注意：COUNT 函數的返回值一定是大於或等於 0 的整數，證明如下：
SELECT COUNT(*) result; -- result：1 rows
SELECT COUNT(*) result WHERE 1 = 2; -- result：0 rows
另外，從 SQL Server 2008 開始，官方在增加了一個COUNT_BIG函數，它的用法和用途與 COUNT 完全相同，唯一不同的就是返回值的類型。COUNT 函數總是返回一個 INT 類型的整數，而COUNT_BIG函數總是返回一個 BIGINT 類型的整數。示例如下：
SELECT COUNT_BIG(1) result FROM T_Students t; -- result：32 rows
SELECT COUNT_BIG(Remark) result FROM T_Students t; -- result：28 rows
SELECT COUNT_BIG(DISTINCT Remark) result FROM T_Students t; -- result：26 rows
2.2、求和函數 SUM
求和函數 SUM 會返回表達式中所有值的和。SUM 函數會忽略所有 NULL 值，且只能應用於數字類型的字段。例如要查詢學生 1 第 1 次考試的總分，示例如下：SELECT SUM(t.Scores) FROM T_ExamResults t WHERE t.StudentId = 1 AND t.Counts = 1;
在 SUM 函數中添加 DISTINCT 參數，表示會先去除重復行，然后統計剩下的非 NULL 且唯一的數值之和。示例如下：
SELECT SUM(t.Scores) result FROM T_ExamResults t WHERE t.StudentId = 6; -- result：2202.5
SELECT SUM(DISTINCT t.Scores) result FROM T_ExamResults t WHERE t.StudentId = 6; -- result：1857.5
注意：SUM 函數的返回值有可能會是 NULL 值，證明如下：
SELECT SUM(1) result; -- result：1
SELECT SUM(1) result WHERE 1 = 2; -- result：NULL
2.3、求最大值函數 MAX
求最大值函數 MAX 會返回表達式中的最大值。MAX 函數會忽略所有 NULL 值。例如要查詢學生 1 課程 1 的歷次考試最高分，示例如下：SELECT MAX(t.Scores) FROM T_ExamResults t WHERE t.StudentId = 1 AND t.Counts = 1;
MAX 函數還可以作用於日期類型或字符類型，此時 MAX 將按照日期數值或字符排序順序來確定最大值。示例如下：
SELECT MAX(t.Birthday) FROM T_Students t; -- 數值最大的出生日期，年齡最小
SELECT MAX(t.Name) FROM T_Students t; -- 字符排序最靠后的姓名
注意：MAX 函數的返回值有可能會是 NULL 值，證明如下：
SELECT MAX(1) result; -- result：1
SELECT MAX(1) result WHERE 1 = 2; -- result：NULL
2.4、求最小值函數 MIN
求最小值函數 MIN 會返回表達式中的最小值。MIN 函數會忽略所有 NULL 值。例如要查詢學生 1 課程 1 的歷次考試最低分，示例如下：SELECT MIN(t.Scores) FROM T_ExamResults t WHERE t.StudentId = 1 AND t.Counts = 1;
MIN 函數還可以作用於日期類型或字符類型，此時 MAX 將按照日期數值或字符排序順序來確定最小值。示例如下：
SELECT MIN(t.Birthday) FROM T_Students t; -- 數值最小的出生日期，年齡最大
SELECT MIN(t.Name) FROM T_Students t; -- 字符排序最靠前的姓名
注意：MIN 函數的返回值有可能會是 NULL 值，證明如下：
SELECT MIN(1) result; -- result：1
SELECT MIN(1) result WHERE 1 = 2; -- result：NULL
2.5、求平均值函數 AVG
求平均值函數 AVG 會返回表達式中所有值的平均值。AVG 函數會忽略所有 NULL 值，且只能應用於數字類型的字段。例如要查詢學生 1 第 1 次考試的平均分，示例如下：SELECT AVG(t.Scores) FROM T_ExamResults t WHERE t.StudentId = 1 AND t.Counts = 1;
在 AVG 函數中添加 DISTINCT 參數，表示會先去除重復行，然后統計剩下的非 NULL 且唯一的數值之和。示例如下：
SELECT AVG(t.Scores) result FROM T_ExamResults t WHERE t.StudentId = 6; -- result：73.416666
SELECT AVG(DISTINCT t.Scores) result FROM T_ExamResults t WHERE t.StudentId = 6; -- result：74.300000
注意：AVG 函數的返回值有可能會是 NULL 值，證明如下：
SELECT AVG(1) result; -- result：1
SELECT AVG(1) result WHERE 1 = 2; -- result：NULL
2.6、聚合函數小結
上文逐一講述了常見五大聚合函數的基本語法和用途。其實這些聚合函數不僅可以單獨使用，還可以結合起來使用。示例一、查詢第 1 次課程 2 考試成績的統計結果：
SELECT COUNT(1) 參與人數,
SUM(t.Scores) 總分,MAX(t.Scores) 最高分,MIN(t.Scores) 最低分,AVG(t.Scores) 平均分
FROM T_ExamResults t
WHERE t.Counts = 1 AND t.CourseId = 2;
示例二、查詢 1 班的學生總數及年齡統計結果：
WITH t AS(
SELECT t.Code,t.Name,DATEDIFF(YEAR,t.Birthday,GETDATE()) Age
FROM T_Students t
WHERE t.ClassId = 1
)
SELECT COUNT(1) 學生個數,MAX(t.Age) 最大年齡,MIN(t.Age) 最小年齡,AVG(t.Age) 平均年齡
FROM t;
注意：本文所有關於聚合函數的示例，查詢選擇列表中包含的都是聚合函數表達式，沒有一個字段，因為不允許，不過倒是可以包含與表字段無關的常量或變量。其實聚合函數通常與 GROUP BY 子句一起使用，而且也只有包含在 GROUP BY 子句中的字段才能出現在查詢選擇列表中，具體原因將在下一篇博文中具體講述。
3、本文小結
本文主要講述了 SQL Server 中的集合運算和聚合函數，以及它們的基本語法和用途。在集合運算中，UNION 和 UNION ALL 是比較常用的。而常見的 5 個聚合函數都比較常用。本文參考鏈接：
- 1、SQL Server 2016 Set Operators - UNION
- 2、SQL Server 2016 Set Operators - EXCEPT and INTERSECT
- 3、SQL Server 2016 Aggregate Functions
去導航目錄篇下載創建本系列博文通用庫表及數據的 SQL 語句
本文鏈接：http://www.cnblogs.com/hanzongze/p/tsql-aggregate.html
版權聲明：本文為博客園博主 韓宗澤 原創，作者保留署名權！歡迎通過轉載、演繹或其它傳播方式來使用本文，但必須在明顯位置給出作者署名和本文鏈接！個人博客，能力有限，若有不當之處，敬請批評指正，謝謝！