Расчет накопленной (или кумулятивной, что то же самое) суммы SQL — это очень распространенный запрос, который часто используют в анализе финансов, динамики прибыли и прочих показателей компании. В сегодняшней статье вы узнаете, что такое накопленная сумма и как можно написать SQL-запрос для ее вычисления.

Если вы вдруг являетесь начинающим пользователем SQL, то давайте, как в школьной задаче, поймем, что нам дано и что нам необходимо найти. Накопленная сумма — это совокупная сумма предыдущих чисел в столбце. Давайте посмотрим на пример ниже, чтобы точно знать, какой результат мы ожидаем увидеть в итоге. Итак, существует таблица leftjoin.daily_sales_sample, в которой есть всего два столбца date и revenue. По столбцу revenue нам нужно рассчитать накопленную сумму и записать результат в отдельный столбец.

Что у нас есть?

Что мы хотим найти?

На графике две этих переменных выглядят следующим образом:

Итак, без лишних слов, давайте приступать к решению задачи.

Способ 1 — Идеальный — Используем оконные функции

Итак, если в базе данных можно пользоваться оконными функциями, то жизнь хороша и прекрасна. С их помощью можно написать простой запрос, который будет суммировать значения из столбца revenue по мере увеличения даты и сразу вернет нам таблицу с кумулятивной суммой в столбце, который мы назвали total.

SELECT
	date,
	revenue,
	SUM(revenue) OVER (ORDER BY date asc) as total
FROM leftjoin.daily_sales_sample 
ORDER BY date;

Способ 2 — Хитрый — Решение без оконных функций

Вполне возможно, что вам понадобится решить такую задачу без использования оконных функций. К примеру, если вы используете MySQL (до 8 версии) или любую другую БД, в которой оконных функций нет. Тогда решение задачи чуть усложняется. Однако, вы ведь знаете, что нет ничего невозможного?
Чтобы провернуть все то же самое без оконных функций, нужно использовать INNER JOIN для присоединения таблицы к себе самой. Так, к каждой строке таблицы мы присоединяем строки, которые соответствуют всем предыдущим датам до текущей даты включительно. В нашем примере, для 10 ноября — 10 ноября, для 11 ноября — 10 и 11 ноября и так далее. Промежуточный запрос будет выглядеть вот так:

SELECT * 
FROM leftjoin.daily_sales_sample ds1 
INNER JOIN leftjoin.daily_sales_sample ds2 on ds1.date>=ds2.date
ORDER BY ds1.date, ds2.date;

А его результат:

А затем, нужно просуммировать прибыли, группируя их по каждой дате. Если собрать все в единый запрос, то он будет выглядеть вот так:

SELECT
	ds1.date,
	ds1.revenue,
	SUM(ds2.revenue) as total
FROM leftjoin.daily_sales_sample ds1 
INNER JOIN leftjoin.daily_sales_sample ds2 on ds1.date>=ds2.date
GROUP BY ds1.date, ds1.revenue
ORDER BY ds1.date;

Способ 3 — Специфический — Решение с помощью массивов в ClickHouse

Если вы используете Clickhouse, то в этой системе есть специальная функция, которая может помочь рассчитать кумулятивную сумму. Для начала, нам нужно преобразовать все столбцы таблицы в массивы и рассчитать показатель «Moving Sum» для столбца revenue.

SELECT groupArray(date) dates, groupArray(revenue) as revs, 
groupArrayMovingSum(revenue) AS total
FROM (SELECT date, revenue FROM leftjoin.daily_sales_sample
	  ORDER BY date)

Спасибо Дмитрию Титову из Altinity за комментарий про сортировку в подзапросе

Так, мы получим три массива значений:

Но три массива, которые записаны в ячейки — это не то, что мы хотим получить, хотя значения этих массивов уже абсолютно соответствуют искомому результату. Теперь массивы нужно привести обратно к табличному виду с помощью функции ARRAY JOIN.

SELECT dates, revs, total FROM
(SELECT groupArray(date) dates, groupArray(revenue) as revs, 
groupArrayMovingSum(revenue) AS total
FROM (SELECT date, revenue FROM leftjoin.daily_sales_sample
	  ORDER BY date)) as t
ARRAY JOIN dates, revs, total;

Бонус — Оконные функции в Clickhouse

Если вам не хочется иметь дело с массивами, что иногда и правда бывает затратно по времени, то есть еще один вариант решения задачи. Можно использовать оконные функции, например функцию runningAccumulate(), которая суммирует значения всех ячеек с первой до текущей.

SELECT date, runningAccumulate(revenue)
  FROM 
  (
    SELECT date, sumState(revenue) AS revenue
    FROM leftjoin.daily_sales_sample
    GROUP BY date 
    ORDER BY date ASC
  )
ORDER BY date

Если вы столкнетесь с необходимостью рассчитать кумулятивную сумму в SQL, то теперь вы сможете решить эту задачу, в какой бы системе управления баз данных ни была организована работа :)