Apache Doris数组函数：复杂数据类型处理

Apache Doris数组函数：复杂数据类型处理

【免费下载链接】doris Apache Doris is an easy-to-use, high performance and unified analytics database. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/dori/doris

在数据分析中，我们经常需要处理诸如用户标签列表、商品属性集合等多值数据。传统关系型数据库对这类数据的处理往往捉襟见肘，而Apache Doris作为高性能的统一分析数据库，提供了强大的数组（Array）数据类型支持和丰富的数组函数，让复杂数据类型处理变得简单高效。本文将详细介绍Apache Doris中常用的数组函数及其应用场景，帮助你轻松应对多值数据处理挑战。

数组函数概述

Apache Doris提供了一系列用于数组操作的函数，涵盖数组的创建、元素访问、聚合、转换等功能。这些函数主要定义在以下源码文件中：

• 数组聚合函数：fe/fe-core/src/main/java/org/apache/doris/nereids/trees/expressions/functions/agg/ArrayAgg.java
• 百分位数数组函数：fe/fe-core/src/main/java/org/apache/doris/nereids/trees/expressions/functions/agg/PercentileArray.java

这些函数可以帮助用户轻松实现对数组数据的各种操作，从简单的数组创建到复杂的聚合分析。

常用数组函数详解

1. array_agg：数组聚合函数

array_agg函数用于将一列数据聚合为一个数组，是处理多值数据的基础函数。

函数定义：

public class ArrayAgg extends AggregateFunction
        implements UnaryExpression, ExplicitlyCastableSignature, AlwaysNotNullable {
    public static final List<FunctionSignature> SIGNATURES = ImmutableList.of(
            FunctionSignature.ret(ArrayType.of(new FollowToAnyDataType(0))).args(new AnyDataType(0))
    );
    // ...
}

使用示例： 假设我们有一个用户行为表user_behavior，包含user_id和product_id字段，我们想要聚合每个用户浏览过的商品ID：

SELECT user_id, array_agg(product_id) AS browsed_products
FROM user_behavior
GROUP BY user_id;

返回结果：

user_id	browsed_products
1001	[101, 102, 103]
1002	[201, 202]

distinct用法： 如果需要去重，可以使用distinct关键字：

SELECT user_id, array_agg(DISTINCT product_id) AS unique_browsed_products
FROM user_behavior
GROUP BY user_id;

2. percentile_array：百分位数数组函数

percentile_array函数用于计算一组数据的多个百分位数，并以数组形式返回结果。

函数定义：

public class PercentileArray extends AggregateFunction
        implements BinaryExpression, ExplicitlyCastableSignature, AlwaysNotNullable {
    public static final List<FunctionSignature> SIGNATURES = ImmutableList.of(
            FunctionSignature.ret(ArrayType.of(DoubleType.INSTANCE))
                    .args(LargeIntType.INSTANCE, ArrayType.of(DoubleType.INSTANCE)),
            // 其他数值类型的函数签名...
    );
    // ...
}

使用示例： 假设我们有一个商品销售表product_sales，包含product_id和sales字段，我们想要计算每个商品销售额的25%、50%、75%分位数：

SELECT product_id, percentile_array(sales, array(0.25, 0.5, 0.75)) AS sales_percentiles
FROM product_sales
GROUP BY product_id;

返回结果：

product_id	sales_percentiles
101	[1500.0, 2000.0, 2800.0]
102	[1200.0, 1800.0, 2500.0]

参数说明：

• 第一个参数：要计算百分位数的数值列
• 第二个参数：包含百分位数值的数组（取值范围0-1）

数组函数的高级应用

1. 数组与其他函数结合使用

Apache Doris的数组函数可以与其他函数结合，实现更复杂的分析需求。例如，我们可以使用array_length函数获取数组长度，分析用户浏览商品数量的分布：

SELECT 
    array_length(browsed_products) AS product_count,
    count(*) AS user_count
FROM (
    SELECT user_id, array_agg(DISTINCT product_id) AS browsed_products
    FROM user_behavior
    GROUP BY user_id
) t
GROUP BY product_count
ORDER BY product_count;

2. 数组函数在用户画像分析中的应用

在用户画像分析中，数组函数可以帮助我们构建用户标签体系。例如，我们可以将用户的兴趣标签聚合为数组，然后使用数组函数进行分析：

-- 构建用户兴趣标签数组
CREATE TABLE user_profiles AS
SELECT 
    user_id,
    array_agg(tag) AS interest_tags,
    array_agg(score) AS tag_scores
FROM user_tags
GROUP BY user_id;

-- 分析用户兴趣多样性
SELECT 
    user_id,
    array_length(interest_tags) AS tag_count,
    array_agg(interest_tags[i] || ':' || tag_scores[i]) AS tag_with_scores
FROM user_profiles,
LATERAL VIEW posexplode(interest_tags) AS i, tag
GROUP BY user_id, interest_tags, tag_scores;

注意事项与性能优化

1. 数据类型兼容性：数组函数支持多种数据类型，但在使用时需注意输入数据类型与函数签名的匹配。例如，percentile_array函数要求第一个参数为数值类型。

2. NULL值处理：array_agg函数会忽略NULL值，如果需要保留NULL值，可以使用coalesce函数进行转换：

SELECT user_id, array_agg(coalesce(product_id, -1)) AS browsed_products
FROM user_behavior
GROUP BY user_id;

3. 性能优化：对于大数据量聚合，建议适当增加be.conf中的内存配置：

# be/conf/be.conf
mem_limit=8G

4. 数组长度限制：默认情况下，数组长度没有严格限制，但过大的数组可能会影响性能。对于超大数据量的聚合，建议考虑分桶或其他分片策略。

总结

Apache Doris提供的数组函数为复杂数据类型处理提供了强大支持，特别是在用户行为分析、商品推荐、用户画像等场景中表现出色。通过array_agg和percentile_array等函数，我们可以轻松实现多值数据的聚合、分析和转换。

在实际应用中，建议结合具体业务场景灵活运用数组函数，并注意性能优化。随着Apache Doris的不断发展，数组函数的功能也将不断丰富，为用户提供更强大的数据分析能力。

如果你想深入了解更多数组函数的实现细节，可以查阅源码文件：

• fe/fe-core/src/main/java/org/apache/doris/nereids/trees/expressions/functions/agg/ArrayAgg.java
• fe/fe-core/src/main/java/org/apache/doris/nereids/trees/expressions/functions/agg/PercentileArray.java

希望本文能够帮助你更好地理解和应用Apache Doris的数组函数，提升数据分析效率。如果你有任何问题或建议，欢迎参与社区讨论，共同推动Apache Doris的发展。

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