SQL 操作：Pivot 和 Unpivot

lzdyxin 发表于 2011-12-22 08:54

<DIV>
<H2>使用简单的 SQL 以电子表格类型的交叉表报表显示任何关系表中的信息，并将交叉表中的所有数据存储到关系表中</H2>
<H2>Pivot</H2>
如您所知，关系表是表格化的，即，它们以列-值对的形式出现。假设一个表名为 CUSTOMERS。<PRE>SQL> desc customers
Name Null? Type
----------------------------------------- -------- ---------------------------
CUST_ID NUMBER(10)
CUST_NAME VARCHAR2(20)
STATE_CODE VARCHAR2(2)
TIMES_PURCHASED NUMBER(3)
</PRE>选定该表： <PRE>select cust_id, state_code, times_purchased
from customers
order by cust_id;
</PRE>输出结果如下： <PRE>CUST_ID STATE_CODE TIMES_PURCHASED
------- ---------- ---------------
 1 CT 1
 2 NY 10
 3 NJ 2
 4 NY 4
...
 and so on ...
 </PRE>注意数据是如何以行值的形式显示的：针对每个客户，该记录显示了客户所在的州以及该客户在商店购物的次数。当该客户从商店购买更多物品时，列 times_purchased 会进行更新。 
现在，假设您希望统计一个报表，以了解各个州的购买频率，即，各个州有多少客户只购物一次、两次、三次等等。如果使用常规 SQL，您可以执行以下语句：<PRE>select state_code, times_purchased, count(1) cnt
from customers
group by state_code, times_purchased;
</PRE>输出如下： <PRE>ST TIMES_PURCHASED CNT
-- --------------- ----------
CT 0 90
CT 1 165
CT 2 179
CT 3 173
CT 4 173
CT 5 152
...
 and so on ...
 </PRE>这就是您所要的信息，但是看起来不太方便。使用交叉表报表可能可以更好地显示这些数据，这样，您可以垂直排列数据，水平排列各个州，就像电子表格一样： <PRE>Times_purchased
 CT NY NJ ...
 and so on ...

1 0 1 0 ...
2 23 119 37 ...
3 17 45 1 ...
...
 and so on ...
 </PRE>在 Oracle 数据库 11g 推出之前，您需要针对每个值通过 decode 函数进行以上操作，并将每个不同的值编写为一个单独的列。但是，该方法一点也不直观。 
庆幸的是，您现在可以使用一种很棒的新特性 PIVOT 通过一种新的操作符以交叉表格式显示任何查询，该操作符相应地称为 <TT>pivot</TT>。下面是查询的编写方式：<PRE>select * from (
select times_purchased, state_code
from customers t
)
pivot
(
count(state_code)
for state_code in ('NY','CT','NJ','FL','MO')
)
order by times_purchased
/
</PRE>输出如下： <PRE>. TIMES_PURCHASED 'NY' 'CT' 'NJ' 'FL' 'MO'
--------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
 0 16601 90 0 0 0
 1 33048 165 0 0 0
 2 33151 179 0 0 0
 3 32978 173 0 0 0
 4 33109 173 0 1 0
... and so on ...
</PRE>这表明了 <TT>pivot</TT> 操作符的威力。state_codes 作为标题行而不是列显示。下面是传统的表格化格式的图示：
<IMG alt=" " src="http://www.oracle.com/ocom/groups/public/@otn/documents/digitalasset/119256.jpg"> 图 1 传统的表格化显示在交叉表报表中，您希望将 Times Purchased 列的位置掉换到标题行，如图 2 所示。该列变为行，就好像该列逆时针旋转 90 度而变为标题行一样。该象征性的旋转需要有一个支点 (pivot point)，在本例中，该支点为 count(state_code) 表达式。
<IMG alt=" " src="http://www.oracle.com/ocom/groups/public/@otn/documents/digitalasset/116473.jpg"> 图 2 执行了 Pivot 操作的显示该表达式需要采用以下查询语法： <PRE>...
pivot
(
count(state_code)
for state_code in ('NY','CT','NJ','FL','MO')
)
...
</PRE>第二行“for state_code ...”限制查询对象仅为这些值。该行是必需的，因此不幸的是，您需要预先知道可能的值。该限制在 XML 格式的查询将有所放宽，如本文后面部分所述。
注意输出中的标题行：<PRE>. TIMES_PURCHASED 'NY' 'CT' 'NJ' 'FL' 'MO'
--------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
</PRE>列标题是来自表本身的数据：州代码。缩写可能已经相当清楚无需更多解释，但是假设您希望显示州名而非缩写（“Connecticut”而非“CT”），那又该如何呢？如果是这样，您需要在查询的 FOR 子句中进行一些调整，如下所示： <PRE>select * from (
select times_purchased as "Puchase Frequency", state_code
from customers t
)
pivot
(
count(state_code)
for state_code in ('NY' as "New York",'CT' "Connecticut",
 'NJ' "New Jersey",'FL' "Florida",'MO' as "Missouri")
)
order by 1
/

Puchase Frequency New York Connecticut New Jersey Florida Missouri
----------------- ---------- ----------- ---------- ---------- ----------
 0 16601 90 0 0 0
 1 33048 165 0 0 0
 2 33151 179 0 0 0
 3 32978 173 0 0 0
 4 33109 173 0 1 0
...
 and so on ...
 </PRE>FOR 子句可以提供其中的值（这些值将成为列标题）的别名。
<H2>Unpivot</H2>
就像有物质就有反物质一样，有 pivot 就应该有“unpivot”，对吧？
好了，不开玩笑，但 pivot 的反向操作确实需要。假设您有一个显示交叉表报表的电子表格，如下所示： 
<TABLE border=1 cellPadding=2 width=545>
<TBODY>
<TR>
<TD width=99>Purchase Frequency</TD>
<TD width=84>New York</TD>
<TD width=82>Connecticut</TD>
<TD width=88>New Jersey</TD>
<TD width=64>Florida</TD>
<TD width=76>Missouri</TD></TR>
<TR>
<TD>0</TD>
<TD>12</TD>
<TD>11</TD>
<TD>1</TD>
<TD>0</TD>
<TD>0</TD></TR>
<TR>
<TD>1</TD>
<TD>900</TD>
<TD>14</TD>
<TD>22</TD>
<TD>98</TD>
<TD>78</TD></TR>
<TR>
<TD>2</TD>
<TD>866</TD>
<TD>78</TD>
<TD>13</TD>
<TD>3</TD>
<TD>9</TD></TR>
<TR>
<TD>...</TD>
<TD>.</TD>
<TD> </TD>
<TD> </TD>
<TD> </TD>
<TD> </TD></TR></TBODY></TABLE> 现在，您希望将这些数据加载到一个名为 CUSTOMERS 的关系表中： <PRE>SQL> desc customers
Name Null? Type
----------------------------------------- -------- ---------------------------
CUST_ID NUMBER(10)
CUST_NAME VARCHAR2(20)
STATE_CODE VARCHAR2(2)
TIMES_PURCHASED NUMBER(3)
</PRE>必须将电子表格数据去规范化为关系格式，然后再进行存储。当然，您可以使用 DECODE 编写一个复杂的 SQL*:Loader 或 SQL 脚本，以将数据加载到 CUSTOMERS 表中。或者，您可以使用 <TT>pivot</TT> 的反向操作 UNPIVOT，将列打乱变为行，这在 Oracle 数据库 11g 中可以实现。
通过一个示例对此进行演示可能更简单。让我们首先使用 <TT>pivot</TT> 操作创建一个交叉表：<PRE>1create table cust_matrix
2as
3select * from (
4 select times_purchased as "Puchase Frequency", state_code
5 from customers t
6)
7pivot
8(
9 count(state_code)
10 for state_code in ('NY' as "New York",'CT' "Conn",
'NJ' "New Jersey",'FL' "Florida",
'MO' as "Missouri")
11)
12* order by 1
</PRE>您可以查看数据在表中的存储方式： <PRE>SQL> select * from cust_matrix
2/

Puchase Frequency New York Conn New Jersey Florida Missouri
----------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
 1 33048 165 0 0 0
 2 33151 179 0 0 0
 3 32978 173 0 0 0
 4 33109 173 0 1 0
... and so on ...
</PRE>这是数据在电子表格中的存储方式：每个州是表中的一个列（“New York”、“Conn”等等）。 <PRE>SQL> desc cust_matrix
Name Null? Type
----------------------------------------- -------- ---------------------------
Puchase Frequency NUMBER(3)
New York NUMBER
Conn NUMBER
New Jersey NUMBER
Florida NUMBER
Missouri NUMBER
</PRE>您需要将该表打乱，使行仅显示州代码和该州的购物人数。通过 <TT>unpivot</TT> 操作可以达到此目的，如下所示： <PRE>select *
from cust_matrix
unpivot
(
state_counts
for state_code in ("New York","Conn","New Jersey","Florida","Missouri")
)
order by "Puchase Frequency", state_code
/
</PRE>输出如下： <PRE>Puchase Frequency STATE_CODE STATE_COUNTS
----------------- ---------- ------------
 1 Conn 165
 1 Florida 0
 1 Missouri 0
 1 New Jersey 0
 1 New York 33048
 2 Conn 179
 2 Florida 0
 2 Missouri 0
...
 and so on ...
 </PRE>注意每个列名如何变为 STATE_CODE 列中的一个值。Oracle 如何知道 state_code 是一个列名？它是通过查询中的子句知道的，如下所示： <PRE>for state_code in ("New York","Conn","New Jersey","Florida","Missouri")
</PRE>这里，您指定“New York”、“Conn”等值是您要对其执行 unpivot 操作的 state_code 新列的值。我们来看看部分原始数据： <PRE>Puchase Frequency New York Conn New Jersey Florida Missouri
----------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
 1 33048 165 0 0 0
</PRE>当列“纽约”突然变为一个行中的值时，您会怎样显示值 33048 呢？该值应该显示在哪一列下呢？上述查询中 <TT>unpivot</TT> 操作符内的 for 子句上面的子句对此进行了解答。您指定了 state_counts，它就是在生成的输出中创建的新列的名称。 
<TT>Unpivot</TT> 可以是 <TT>pivot</TT> 的反向操作，但不要以为前者可以对后者所进行的任何操作进行反向操作。例如，在上述示例中，您对 CUSTOMERS 表使用 <TT>pivot</TT> 操作创建了一个新表 CUST_MATRIX。然后，您对 CUST_MATRIX 表使用了 <TT>unpivot</TT>，但这并没有取回原始表 CUSTOMERS 的详细信息。相反，交叉表报表以便于您将数据加载到关系表中的不同方式显示。因此 <TT>unpivot</TT> 并不是为了取消 <TT>pivot</TT> 所进行的操作。在使用 pivot 创建一个表然后删除原始表之前，您应该慎重考虑。
<TT>unpivot</TT> 的某些很有趣的用法超出了通常的强大数据操作功能范围（如上面的示例）。Amis Technologies 的 Oracle ACE 总监 Lucas Jellema 介绍了如何<A href="http://technology.amis.nl/blog/?p=2419">生成若干行特定数据用于测试</A>。在此，我将对他的原始代码稍加修改，以显示英语字母表中的元音：<PRE>select value
from
(
(
 select
 'a' v1,
 'e' v2,
 'i' v3,
 'o' v4,
 'u' v5
 from dual
)
unpivot
(
 value
 for value_type in
 (v1,v2,v3,v4,v5)
)
)
/
</PRE>输出如下： <PRE>V
-
a
e
i
o
u
</PRE>该模型可以扩展为包含任何类型的行生成器。感谢 Lucas 为我们提供了这一巧妙招术。
<H2>XML 类型</H2>
在上述示例中，注意您指定有效的 state_codes 的方式：<PRE>for state_code in ('NY','CT','NJ','FL','MO')
</PRE>该要求假设您知道 state_code 列中显示的值。如果您不知道都有哪些值，您怎么构建查询呢？
<TT>pivot</TT> 操作中的另一个子句 XML 可用于解决此问题。该子句允许您以 XML 格式创建执行了 pivot 操作的输出，在此输出中，您可以指定一个特殊的子句 ANY 而非文字值。示例如下：<PRE>select * from (
select times_purchased as "Purchase Frequency", state_code
from customers t
)
 pivot xml
(
count(state_code)

 for state_code in (any)
)
order by 1
/
 </PRE>输出恢复为 CLOB 以确保 LONGSIZE 在查询运行之前设置为大值。
 <PRE>SQL> set long 99999
</PRE>较之原始的 <TT>pivot</TT> 操作，该查询有两处明显不同（用粗体显示）。首先，您指定了一个子句 pivot xml 而不只是 <TT>pivot</TT>。该子句生成 XML 格式的输出。其次，for 子句显示 for state_code in (any) 而非长列表的 state_code 值。该 XML 表示法允许您使用 ANY 关键字，您不必输入 state_code 值。输出如下： <PRE>Purchase Frequency STATE_CODE_XML
------------------ --------------------------------------------------
 1 <PivotSet><item><column name = "STATE_CODE">CT</co
 lumn><column name = "COUNT(STATE_CODE)">165</colum
 n></item><item><column name = "STATE_CODE">NY</col
 umn><column name = "COUNT(STATE_CODE)">33048</colu
 mn></item></PivotSet>

 2 <PivotSet><item><column name = "STATE_CODE">CT</co
 lumn><column name = "COUNT(STATE_CODE)">179</colum
 n></item><item><column name = "STATE_CODE">NY</col
 umn><column name = "COUNT(STATE_CODE)">33151</colu
 mn></item></PivotSet>

... and so on ...
</PRE>如您所见，列 STATE_CODE_XML 是 XMLTYPE，其中根元素是 <PivotSet>。每个值以名称-值元素对的形式表示。您可以使用任何 XML 分析器中的输出生成更有用的输出。
除了 ANY 子句外，您还可以编写一个子查询。假设您有一个优先州列表并希望仅选择这些州的行。您将优先州放在一个名为 preferred_states 的新表中：<PRE>SQL> create table preferred_states
2(
3 state_code varchar2(2)
4)
5/

Table created.

SQL> insert into preferred_states values ('FL')
2> /

1 row created.

SQL> commit;

Commit complete.
</PRE>现在 <TT>pivot</TT> 操作如下所示： <PRE>select * from (
select times_purchased as "Puchase Frequency", state_code
from customers t
)
pivot xml
(
count(state_code)
for state_code in (select state_code from preferred_states)
)
order by 1
/
</PRE>for 子句中的子查询可以是您需要的任何内容。例如，如果希望选择所有记录而不限于任何优先州，您可以使用以下内容作为 for 子句： <PRE>for state_code in (select distinct state_code from customers)
</PRE>子查询必须返回不同的值，否则查询将失败。这就是我们指定上述 DISTINCT 子句的原因。
<H2>结论</H2>
<TT>Pivot</TT> 为 SQL 语言增添了一个非常重要且实用的功能。您可以使用 pivot 函数针对任何关系表创建一个交叉表报表，而不必编写包含大量 decode 函数的令人费解的、不直观的代码。同样，您可以使用 <TT>unpivot</TT> 操作转换任何交叉表报表，以常规关系表的形式对其进行存储。 <TT>Pivot</TT> 可以生成常规文本或 XML 格式的输出。如果是 XML 格式的输出，您不必指定 pivot 操作需要搜索的值域</DIV>

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SQL 操作：Pivot 和 Unpivot