SQL185 试卷完成数同比2020年的增长率及排名变化
描述
现有试卷信息表examination_info（exam_id试卷ID, tag试卷类别, difficulty试卷难度, duration考试时长, release_time发布时间）：
试卷作答记录表exam_record（uid用户ID, exam_id试卷ID, start_time开始作答时间, submit_time交卷时间, score得分）：
请计算2021年上半年各类试卷的做完次数相比2020年上半年同期的增长率（百分比格式，保留1位小数），以及做完次数排名变化，按增长率和21年排名降序输出。
由示例数据结果输出如下：
解释：2020年上半年有3个tag有作答完成的记录，分别是C++、SQL、PYTHON，它们被做完的次数分别是3、3、2，做完次数排名为1、1（并列）、3；
2021年上半年有2个tag有作答完成的记录，分别是算法、SQL，它们被做完的次数分别是3、2，做完次数排名为1、2；具体如下：
因此能输出同比结果的tag只有SQL，从2020到2021年，做完次数3=>2，减少33.3%（保留1位小数）；排名1=>2，后退1名。
WITHt2 AS (SELECTexam_id,IF(start_year = '2020', exam_cnt, NULL) exam_cnt_20, -- 2020年的完成次数LEAD(exam_cnt, 1) OVER (PARTITION BYexam_idORDER BYstart_year) exam_cnt_21, -- 2021年的完成次数IF(start_year = '2020', rk, NULL) exam_cnt_rank_20, -- 2020年的排名LEAD(rk, 1) OVER (PARTITION BYexam_idORDER BYstart_year) exam_cnt_rank_21 -- 2021年的排名FROM(SELECTexam_id,YEAR(submit_time) start_year,COUNT(score) exam_cnt,RANK() OVER (PARTITION BYYEAR(submit_time)ORDER BYCOUNT(score) DESC) rk/*分别对2021和2020的做完情况进行排名*/FROMexam_recordWHEREMONTH(submit_time) BETWEEN 1 AND 6 -- 选取上半年数据AND submit_time BETWEEN '2020-01-00 00:00:00' AND '2022-01-01 00:00:00' -- 选取2020和2021年的数据GROUP BYYEAR(submit_time),exam_id/*对年份和类别进行聚类*/) t1)
SELECTa.tag,exam_cnt_20,exam_cnt_21,CONCAT(ROUND((exam_cnt_21 - exam_cnt_20) * 100 / exam_cnt_20,1),'%') AS growth_rate,exam_cnt_rank_20,exam_cnt_rank_21,CAST(exam_cnt_rank_21 AS SIGNED) - CAST(exam_cnt_rank_20 AS SIGNED) AS rank_delta -- 需要转换格式，否则会报错
FROMt2LEFT JOIN examination_info AS a ON a.exam_id = t2.exam_id
WHEREexam_cnt_21 IS NOT NULL
ORDER BYgrowth_rate DESC,exam_cnt_rank_21 DESC;
🔍 代码逐层解析
🧱 1. 内层查询 t1 —— 按年份+试卷分组并排名
SELECTexam_id,YEAR(submit_time) AS start_year,COUNT(score) AS exam_cnt,RANK() OVER (PARTITION BY YEAR(submit_time)ORDER BY COUNT(score) DESC) AS rk
FROM exam_record
WHEREMONTH(submit_time) BETWEEN 1 AND 6AND submit_time >= '2020-01-01' AND submit_time < '2022-01-01'
GROUP BY YEAR(submit_time), exam_id✅ 做了什么？
- 筛选 2020 和 2021 年上半年 的数据
- 按 年份 + 试卷 ID 分组
- 统计每类试卷每年的完成次数（
COUNT(score)） - 使用
RANK()计算每年内的完成次数排名（降序）
⚠️ 注意：
BETWEEN 1 AND 6：精确筛选上半年submit_time < '2022-01-01'：避免包含 2022 年数据RANK()处理并列情况（如 3,3 → 排名 1,1，下一名为 3）
🧱 2. 中层查询 t2 —— 使用 LEAD() 对齐两年数据
SELECTexam_id,IF(start_year = '2020', exam_cnt, NULL) AS exam_cnt_20,LEAD(exam_cnt, 1) OVER (PARTITION BY exam_id ORDER BY start_year) AS exam_cnt_21,IF(start_year = '2020', rk, NULL) AS exam_cnt_rank_20,LEAD(rk, 1) OVER (PARTITION BY exam_id ORDER BY start_year) AS exam_cnt_rank_21
FROM t1✅ 核心技巧：LEAD() 窗口函数
| 函数 | 作用 |
|---|---|
LEAD(col, 1) | 获取当前行之后第 1 行的值 |
PARTITION BY exam_id | 按试卷分组，确保只在同 exam_id 内查找 |
ORDER BY start_year | 按年份升序排列（2020 → 2021） |
💡 举个例子：
原始 t1 数据：
| exam_id | start_year | exam_cnt | rk |
|---|---|---|---|
| 9001 | 2020 | 100 | 2 |
| 9001 | 2021 | 150 | 1 |
经过 LEAD() 后：
| exam_id | exam_cnt_20 | exam_cnt_21 | rk_20 | rk_21 |
|---|---|---|---|---|
| 9001 | 100 | 150 | 2 | 1 |
✅ 实现了“将两年数据对齐到同一行”
📌 IF(start_year = '2020', ..., NULL) 的作用：
- 将 2020 年的数据保留在
exam_cnt_20字段 - 2021 年该字段为
NULL - 配合
LEAD()，确保exam_cnt_21是下一年的值
🧱 3. 主查询 —— 计算增长率与排名变化
SELECTa.tag,exam_cnt_20,exam_cnt_21,CONCAT(ROUND((exam_cnt_21 - exam_cnt_20) * 100.0 / exam_cnt_20, 1), '%') AS growth_rate,exam_cnt_rank_20,exam_cnt_rank_21,CAST(exam_cnt_rank_21 AS SIGNED) - CAST(exam_cnt_rank_20 AS SIGNED) AS rank_delta
FROM t2
LEFT JOIN examination_info AS a ON a.exam_id = t2.exam_id
WHERE exam_cnt_21 IS NOT NULL
ORDER BY growth_rate DESC, exam_cnt_rank_21 DESC;✅ 关键计算：
| 指标 | 公式 | 说明 |
|---|---|---|
| 增长率 | (2021 - 2020) / 2020 * 100% | * 100.0 保证浮点运算 |
| 格式化输出 | CONCAT(..., '%') | 添加百分号 |
| 排名变化 | rank_21 - rank_20 | 正数表示排名下降，负数表示上升 |
| 类型转换 | CAST(... AS SIGNED) | 避免字符串减法报错 |
✅ 过滤与排序：
WHERE exam_cnt_21 IS NOT NULL：确保该试卷在 2020 和 2021 都存在ORDER BY growth_rate DESC：增长率从高到低exam_cnt_rank_21 DESC：2021 年排名靠后的优先（同增长率时）
📝 核心知识点总结
| 技术点 | 说明 | 应用场景 |
|---|---|---|
LEAD()/LAG() | 获取下一行/上一行的值 | 同比、环比分析 |
RANK() | 处理并列排名 | 排行榜、绩效排名 |
PARTITION BY | 窗口函数分组 | 分组内排序、对比 |
CONCAT + ROUND | 格式化数值输出 | 百分比、金额显示 |
CAST(... AS SIGNED) | 类型转换 | 字符串转整数计算 |
WITH ... AS () | CTE 公共表表达式 | 分步处理复杂逻辑 |
✅ 最佳实践建议
时间范围写法：
- ❌
BETWEEN '2020-01-00'（非法日期） - ✅
submit_time >= '2020-01-01' AND submit_time < '2022-01-01'
- ❌
增长率计算注意除零：
- 可加
WHERE exam_cnt_20 > 0
- 可加
排名函数选择：
RANK()：允许并列，下一名跳过（1,1,3）DENSE_RANK()：允许并列，下一名不跳过（1,1,2）ROW_NUMBER()：强制唯一，无并列
LEAD()的适用场景：- 跨行对比（如：今年 vs 去年）
- 避免自连接，提升性能
🎯 一句话总结
“用
LEAD()实现跨年数据对齐，RANK()计算年度排名，CONCAT+ROUND格式化增长率，完成试卷类别的同比分析”
这套模式适用于：
- 年度/季度/月度对比分析
- 排名变化监控
- 增长率计算与展示