SQL 缺口和岛屿：基于外部表分割岛屿

在本文中，我们将介绍如何使用SQL来处理缺口和岛屿问题，并通过外部表分割岛屿。缺口和岛屿是指在一列数据中连续的数值序列和非连续的数值序列。通过将岛屿分割为多个部分，我们可以更好地理解和处理这些数据。

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什么是缺口和岛屿？

缺口和岛屿在SQL中是常见的问题。缺口是指在一列数据中，连续序列中的某些数值被跳过或者缺失。例如，考虑一个表示订单ID的列，如果存在缺口，那么某些订单ID可能会被跳过。

岛屿是指在一列数据中，非连续序列中的某些数值被组合在一起。例如，考虑一个表示用户登录时间的列，如果存在岛屿，那么某些连续的登录时间可能会被分割成多个部分。

如何处理缺口和岛屿？

在SQL中，我们可以使用窗口函数和外部表来处理缺口和岛屿。窗口函数是一种用于处理数据集中子集的函数，它可以在不修改原始数据的情况下进行计算和分析。

使用窗口函数处理缺口

我们可以使用窗口函数来查找缺口，并将其分割为多个部分。以下是一个示例表，表示订单ID和订单金额：

订单ID	订单金额
1	100
2	200
4	300
5	400

假设在上面的表中存在订单ID为3的缺口，我们可以使用窗口函数和外部表来处理。首先，我们可以使用ROW_NUMBER函数为每个订单ID分配一个序号：

SELECT 订单ID, 订单金额, ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY 订单ID) AS 序号
FROM 订单表;

经过上述代码的运行，我们可以得到以下结果：

订单ID	订单金额	序号
1	100	1
2	200	2
4	300	3
5	400	4

接下来，我们可以使用LAG函数和LEAD函数来查找前一个订单ID和后一个订单ID。如果序号之差大于1，则可以确定存在一个缺口：

SELECT 订单ID, 订单金额, 
       LAG(订单ID) OVER (ORDER BY 序号) AS 前一个订单ID,
       LEAD(订单ID) OVER (ORDER BY 序号) AS 后一个订单ID
FROM (
  SELECT 订单ID, 订单金额, ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY 订单ID) AS 序号
  FROM 订单表
) AS 子查询;

结果表如下：

订单ID	订单金额	前一个订单ID	后一个订单ID
1	100	NULL	2
2	200	1	4
4	300	2	5
5	400	4	NULL

最后，我们可以使用外部表来将缺口分割为多个部分。首先，我们可以使用LAG函数和LEAD函数来判断岛屿的起始和终止点。当前一个订单ID为NULL且后一个订单ID不连续时，可以确定一个岛屿的起始点；当后一个订单ID为NULL且前一个订单ID不连续时，可以确定一个岛屿的终止点。

接下来，我们可以使用ROW_NUMBER函数为每个岛屿分配一个序号，然后将结果插入到外部表中：

SELECT 订单ID, 订单金额, ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY 订单ID) AS 序号
INTO 岛屿表
FROM (
  SELECT 订单ID, 订单金额, 
         LAG(订单ID) OVER (ORDER BY 序号) AS 前一个订单ID,
         LEAD(订单ID) OVER (ORDER BY 序号) AS 后一个订单ID
  FROM (
    SELECT 订单ID, 订单金额, ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY 订单ID) AS 序号
    FROM 订单表
  ) AS 子查询
) AS 子查询2
WHERE (前一个订单ID IS NULL AND 后一个订单ID - 订单ID > 1)
   OR (后一个订单ID IS NULL AND 订单ID - 前一个订单ID > 1);

通过上述代码的运行，岛屿表中的数据如下：

订单ID	订单金额	序号
3	0	2

在这个例子中，我们找到了订单ID为3的缺口，并将其分割为一个岛屿。

使用窗口函数处理岛屿

我们可以使用窗口函数来查找岛屿，并将其分割为多个部分。以下是一个示例表，表示用户ID和登录时间：

用户ID	登录时间
1	2021-01-01 10:00:00
1	2021-01-01 11:00:00
1	2021-01-02 08:00:00
2	2021-01-02 09:00:00

假设在上面的表中存在用户ID为1的岛屿，我们可以使用窗口函数和外部表来处理。首先，我们可以使用ROW_NUMBER函数为每个用户ID和登录时间分配一个序号：

SELECT 用户ID, 登录时间, ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY 用户ID ORDER BY 登录时间) AS 序号
FROM 登录表;

经过上述代码的运行，我们可以得到以下结果：

用户ID	登录时间	序号
1	2021-01-01 10:00:00	1
1	2021-01-01 11:00:00	2
1	2021-01-02 08:00:00	3
2	2021-01-02 09:00:00	1

接下来，我们可以使用LAG函数和LEAD函数来查找前一个登录时间和后一个登录时间。如果序号之差大于1，则可以确定存在一个岛屿：

SELECT 用户ID, 登录时间, 
       LAG(登录时间) OVER (PARTITION BY 用户ID ORDER BY 序号) AS 前一个登录时间,
       LEAD(登录时间) OVER (PARTITION BY 用户ID ORDER BY 序号) AS 后一个登录时间
FROM (
  SELECT 用户ID, 登录时间, ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY 用户ID ORDER BY 登录时间) AS 序号
  FROM 登录表
) AS 子查询;

结果表如下：

用户ID	登录时间	前一个登录时间	后一个登录时间
1	2021-01-01 10:00:00	NULL	2021-01-01 11:00:00
1	2021-01-01 11:00:00	2021-01-01 10:00:00	2021-01-02 08:00:00
1	2021-01-02 08:00:00	2021-01-01 11:00:00	NULL
2	2021-01-02 09:00:00	NULL	NULL

最后，我们可以使用外部表来将岛屿分割为多个部分。首先，我们可以使用LAG函数和LEAD函数来判断岛屿的起始和终止点。当前一个登录时间为NULL且后一个登录时间不连续时，可以确定一个岛屿的起始点；当后一个登录时间为NULL且前一个登录时间不连续时，可以确定一个岛屿的终止点。

接下来，我们可以使用ROW_NUMBER函数为每个岛屿分配一个序号，然后将结果插入到外部表中：

SELECT 用户ID, 登录时间, ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY 用户ID ORDER BY 登录时间) AS 序号
INTO 岛屿表
FROM (
  SELECT 用户ID, 登录时间, 
         LAG(登录时间) OVER (PARTITION BY 用户ID ORDER BY 序号) AS 前一个登录时间,
         LEAD(登录时间) OVER (PARTITION BY 用户ID ORDER BY 序号) AS 后一个登录时间
  FROM (
    SELECT 用户ID, 登录时间, ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY 用户ID ORDER BY 登录时间) AS 序号
    FROM 登录表
  ) AS 子查询
) AS 子查询2
WHERE (前一个登录时间 IS NULL AND 后一个登录时间 - 登录时间 > INTERVAL '1' HOUR)
   OR (后一个登录时间 IS NULL AND 登录时间 - 前一个登录时间 > INTERVAL '1' HOUR);

通过上述代码的运行，岛屿表中的数据如下：