计算 metric_column 相对于 timestamp_column 的非负导数。
这是一个 ClickHouse 特有的窗口函数,不属于标准 SQL。
对于每一行,导数是相对于窗口求值顺序中的前一行计算的,该顺序由窗口的 ORDER BY 子句决定,而非由 timestamp_column 决定。
timestamp_column 参数仅用于测量当前行与前一行之间的时间差,其本身不参与行的排序。
nonNegativeDerivative 不会按 timestamp_column 对行排序,排序由窗口的 ORDER BY 完成。
为使下方公式成立,timestamp_column 在窗口求值顺序中必须严格递增,因此通常应按 timestamp_column 升序对窗口排序(例如,将 ... OVER (ORDER BY ts ASC) 与 nonNegativeDerivative(metric, ts) 配合使用)。
当当前行与前一行之间的时间差为非正值时(使用 ORDER BY timestamp_column DESC 或存在重复时间戳时均会出现此情况),该函数对该行返回 0,而不按公式计算。
结果为每个 INTERVAL 内指标的变化率,所有负值均被截断为 0。
这对于单调递增的指标(如计数器)非常有用——数值下降通常意味着发生了重置,而非真实的负变化率。
语法
nonNegativeDerivative(metric_column, timestamp_column[, INTERVAL X UNITS])
OVER ([[PARTITION BY grouping_column] [ORDER BY sorting_column]
[ROWS or RANGE expression_to_bound_rows_within_the_group]] | [window_name])
FROM table_name
WINDOW window_name AS ([PARTITION BY grouping_column] [ORDER BY sorting_column] [ROWS or RANGE expression_to_bound_rows_within_the_group])
有关窗口函数语法的更多详情,请参阅:窗口函数 - 语法。
参数
metric_column — 需要计算导数的列。(U)Int* 或 Float*。
timestamp_column — 用于测量窗口顺序中当前行与前一行之间时间差的列。该列不参与行的排序,排序由窗口的 ORDER BY 完成,通常应使用同一列。DateTime 或 DateTime64。
INTERVAL X UNITS — 可选。结果换算的目标时间单位,默认为 INTERVAL 1 SECOND。仅支持固定长度单位(NANOSECOND、MICROSECOND、MILLISECOND、SECOND、MINUTE、HOUR、DAY、WEEK);可变长度单位(MONTH、QUARTER、YEAR)会抛出异常。
返回值
对于每一行,计算规则如下:
- 第一行返回
0;
- 与前一行的时间差为非正值的行(即 timestampi−timestampi−1≤0,降序排列或存在重复时间戳时会出现此情况)返回
0;
- 其余情况返回 timestampi−timestampi−1metrici−metrici−1∗interval。
若计算结果为负值,则截断为 0。返回类型为 Float64。
示例
以下示例计算传感器读数的每秒变化率。
注意,第三行的值从 110 下降至 105,因此其导数被截断为 0。
CREATE TABLE sensor_readings
(
`sensor_id` UInt32,
`ts` DateTime,
`reading` Float64
)
ENGINE = Memory;
INSERT INTO sensor_readings VALUES
(1, '2024-01-01 00:00:00', 100),
(1, '2024-01-01 00:00:10', 110),
(1, '2024-01-01 00:00:20', 105),
(1, '2024-01-01 00:00:30', 130);
SELECT
ts,
reading,
nonNegativeDerivative(reading, ts) OVER (ORDER BY ts ASC) AS deriv_per_second
FROM sensor_readings
ORDER BY ts ASC;
┌──────────────────ts─┬─reading─┬─deriv_per_second─┐
1. │ 2024-01-01 00:00:00 │ 100 │ 0 │
2. │ 2024-01-01 00:00:10 │ 110 │ 1 │
3. │ 2024-01-01 00:00:20 │ 105 │ 0 │
4. │ 2024-01-01 00:00:30 │ 130 │ 2.5 │
└─────────────────────┴─────────┴──────────────────┘