SQL 语言基础：分组集（Grouping Sets）、CUBE 和 ROLLUP
目录
- 介绍
- 示例
- GROUP BY 子句
- GROUPING SETS 从属子句
- CUBE 从属子句
- ROLLUP 从属子句
- GROUPING 和 GROUPING_ID 函数
- ROLLUP 和 GROUPING_ID
- 总结
- 引用
介绍
在 SQL Server 中，分组集（Grouping Sets）、CUBE 和 ROLLUP 是用于生成报表和数据仓库处理的强大工具。它们允许你在一个查询中定义多个分组集，从而简化复杂的聚合查询。
示例
GROUP BY 子句
一个聚合查询只能定义一个分组集。以下查询每个都只定义了一个分组集：
SELECT empid, custid, SUM(qty) AS sumqty
FROM dbo.orders
GROUP BY empid, custid;
SELECT empid, SUM(qty) AS sumqty
FROM dbo.orders
GROUP BY empid;
SELECT custid, SUM(qty) AS sumqty
FROM dbo.orders
GROUP BY custid;
SELECT SUM(qty) AS sumqty
FROM dbo.orders;
GROUPING SETS 从属子句
-- 增强 GROUP BY，主要用于生成报表和数据仓库处理
-- 可以在同一查询定义多个分组集
SELECT empid, custid, SUM(qty) AS sumqty
FROM dbo.orders
GROUP BY
GROUPING SETS
(
(empid, custid),
(empid),
(custid),
()
);
输出结果：
empid custid sumqty
2 A 52
3 A 20
NULL A 72
1 B 20
2 B 27
NULL B 47
1 C 34
3 C 22
NULL C 56
3 D 30
NULL D 30
NULL NULL 205
1 NULL 54
2 NULL 79
3 NULL 72
CUBE 从属子句
CUBE 为定义多个分组集提供了一种简略方法：
SELECT empid, custid, SUM(qty) AS sumqty
FROM dbo.orders
GROUP BY CUBE(empid, custid);
输出结果：
empid custid sumqty
2 A 52
3 A 20
NULL A 72
1 B 20
2 B 27
NULL B 47
1 C 34
3 C 22
NULL C 56
3 D 30
NULL D 30
NULL NULL 205
1 NULL 54
2 NULL 79
3 NULL 72
ROLLUP 从属子句
ROLLUP 提供了一种定义多个分组集的简略方法，与 CUBE 不同，ROLLUP 只生成一个子集：
-- 输入成员之间存在一定层次关系，从而生成让这种层次关系有意义的所有分组集
-- CUBE(a, b, c) 生成由3个输入成员得到的所有 8 个可能的分组集
-- ROLLUP 认为 3 个输入成员存在 a> b> c的层次关系，所以只生成 4 个分组集
-- 效果上相当于指定 GROUPING SETS((a, b, c),(a, b),())
示例： 按时间层次： 订单年份 > 订单月份 > 订单日 定义分组集，并为每个分组集返回其总订货量
SELECT
YEAR(orderdate) AS orderYear,
MONTH(orderdate) AS orderMonth,
DAY(orderdate) AS orderDay,
SUM(qty) AS sumqty
FROM dbo.orders
GROUP BY ROLLUP(YEAR(orderdate), MONTH(orderdate), DAY(orderdate));
输出结果：
orderYear orderMonth orderDay sumqty
2007 4 18 22
2007 4 NULL 22
2007 8 2 10
2007 8 NULL 10
2007 12 24 32
2007 12 NULL 32
2007 NULL NULL 64
2008 1 9 40
2008 1 18 14
2008 1 NULL 54
2008 2 12 12
2008 2 NULL 12
2008 NULL NULL 66
2009 2 12 10
2009 2 16 20
2009 2 NULL 30
2009 4 18 15
2009 4 NULL 15
2009 9 7 30
2009 9 NULL 30
2009 NULL NULL 75
NULL NULL NULL 205
GROUPING 和 GROUPING_ID 函数
GROUPING 和 GROUPING_ID 函数用于标识结果行和分组集的关联：
SELECT
GROUPING(empid) AS grpemp,
GROUPING(custid) AS grpcust,
empid, custid, SUM(qty) AS sumqty
FROM dbo.orders
GROUP BY CUBE(empid, custid);
输出结果：
grpemp grpcust empid custid sumqty
0 0 2 A 52
0 0 3 A 20
1 0 NULL A 72
0 0 1 B 20
0 0 2 B 27
1 0 NULL B 47
0 0 1 C 34
0 0 3 C 22
1 0 NULL C 56
0 0 3 D 30
1 0 NULL D 30
1 1 NULL NULL 205
0 1 1 NULL 54
0 1 2 NULL 79
0 1 3 NULL 72
-- 因为 orders 表的 empid 和 custid 都定义为 NOT NULL
-- 输出中的 NULL值只时一个占位符，表示该列并不属于当前的分组集
-- 所有 empid 和 custid 均不为 NULL 的行都与分组集（empid, custid） 相关联
-- 所有 empid 不为 NULL/ custid 为 NULL 的行都与 分组集（EMPId） 有关联
-- 如果表中的分组定义为允许 NULL 值，这时就无法区分结果集中的 NULL 是不是占位符
使用 GROUPING_ID 函数：
-- 使用 GROUPING 函数，接受一个列名，如果该列时当前分组集的成员，返回 0， 否则 1
SELECT
GROUPING_ID(empid, custid) AS GROUPINGSET,
empid, custid, SUM(qty) AS sumqty
FROM dbo.orders
GROUP BY CUBE(empid, custid);
输出结果：
GROUPINGSET empid custid sumqty
0 2 A 52
0 3 A 20
2 NULL A 72
0 1 B 20
0 2 B 27
2 NULL B 47
0 1 C 34
0 3 C 22
2 NULL C 56
0 3 D 30
2 NULL D 30
3 NULL NULL 205
1 1 NULL 54
1 2 NULL 79
1 3 NULL 72
ROLLUP 和 GROUPING_ID
创建一个 Sales 表并插入数据：
CREATE TABLE Sales (
[year] NVARCHAR(10),
Region NVARCHAR(50),
[Quarter] NVARCHAR(50),
SalesAmount DECIMAL(10, 2)
);
INSERT INTO Sales
VALUES
('2006','North', 'ProductA', 100.00),
('2007','North', 'ProductB', 150.00),
('2006','South', 'ProductA', 200.00),
('2007','South', 'ProductB', 250.00);
使用 ROLLUP 和 GROUPING_ID：
SELECT
Year,
Quarter,
Region,
SUM(SalesAmount) AS TotalSales,
GROUPING_ID(Year, Quarter, Region) AS GroupingID
FROM
Sales
GROUP BY
ROLLUP(Year, Quarter, Region);
输出结果：
Year Quarter Region TotalSales GroupingID
2006 ProductA North 100.00 0
2006 ProductA South 200.00 0
2006 ProductA NULL 300.00 1
2006 NULL NULL 300.00 3
2007 ProductB North 150.00 0
2007 ProductB South 250.00 0
2007 ProductB NULL 400.00 1
2007 NULL NULL 400.00 3
NULL NULL NULL 700.00 7
-- 返回一个整数值，表示 Year、Quarter 和 Region 列的分组情况。
0 表示所有列都参与分组。
1 表示 Region 未参与分组。
3 表示 Quarter 和 Region 未参与分组。
7 表示 Year、Quarter 和 Region 都未参与分组（即总计行）。
总结
SQL Server 中的分组集（Grouping Sets）、CUBE 和 ROLLUP 提供了强大的数据分组和聚合功能，适用于生成报表和数据仓库处理。通过这些功能，可以在一个查询中定义多个分组集，从而简化复杂的聚合查询，并使用 GROUPING 和 GROUPING_ID 函数准确标识结果行和分组集的关联。
引用
- Microsoft SQL Server 文档
- SQL Server CUBE 和 ROLLUP
- SQL Server GROUPING SETS
数据库脚本下载
TSQLFundamentals2008