8.Hive基础—函数—系统内置函数、常用内置函数、自定义函数、自定义UDF函数、自定义UDTF函数

徐鸿文

2023-12-01

第8章函数

8.1 系统内置函数

(1) 查看系统自带的函数

hive> show functions;

(2) 显示自带的函数的用法

hive> desc function upper;

(3) 详细显示自带的函数的用法

hive> desc function extended upper;

8.2 常用内置函数

8.2.1 空字段赋值

(1) 函数说明
NVL：给值为 NULL 的数据赋值，它的格式是 NVL( value，default_value)。它的功能是如果 value 为 NULL，则 NVL 函数返回 default_value 的值，否则返回 value 的值，如果两个参数都为 NULL ，则返回 NULL。
(2) 数据准备：采用员工表
(3) 查询：如果员工的 comm 为 NULL，则用 -1 代替

hive (default)> select comm,nvl(comm, -1) from emp;

comm	_c1
NULL	-1.0
300.0	300.0
500.0	500.0
NULL	-1.0
...

(4) 查询：如果员工的 comm 为 NULL，则用领导 id 代替

hive (default)> select comm, nvl(comm,mgr) from emp;
OK
comm	_c1
NULL	7902.0
300.0	300.0
500.0	500.0
NULL	7839.0

8.2.2 CASE WHEN THEN ELSE END

(1) 数据准备

name	dept_id	sex
悟空	A	男
大海	A	男
宋宋	B	男
凤姐	A	女
婷姐	B	女
婷婷	B	女

(2) 需求
求出不同部门男女各多少人。结果如下：

dept_Id	男	女
A		2	1
B		1	2

(3) 创建本地 emp_sex.txt，导入数据

[xqzhao@hadoop100 datas]$ vi emp_sex.txt
悟空	A	男
大海	A	男
宋宋	B	男
凤姐	A	女
婷姐	B	女
婷婷	B	女

(4) 创建 hive 表并导入数据

创建 hive 表

create table emp_sex(
name string, 
dept_id string, 
sex string
) 
row format delimited fields terminated by "\t";

导入数据:

hive (default)> hiveload data local inpath '/opt/module/hive/data/emp_sex.txt' 
into table emp_sex;

(5) 按需求查询数据

selectdept_id,
sum(case sex when '男' then 1 else 0 end) male_count,
sum(case sex when '女' then 1 else 0 end) female_count
from emp_sex 
group by dept_id;

8.2.3 行转列

(1) 相关函数说明

CONCAT(string A/col, string B/col…)：返回输入字符串连接后的结果，支持任意个输入字符串;
CONCAT_WS(separator, str1, str2,...)：它是一个特殊形式的 CONCAT()。第一个参数剩余参数间的分隔符。分隔符可以是与剩余参数一样的字符串。如果分隔符是 NULL，返回值也将为 NULL。这个函数会跳过分隔符参数后的任何 NULL 和空字符串。分隔符将被加到被连接的字符串之间;
注意: CONCAT_WS must be "string or array<string>
COLLECT_SET(col)：函数只接受基本数据类型，它的主要作用是将某字段的值进行去重汇总，产生 Array 类型字段。

(2) 数据准备

name	constellation	blood_type
孙悟空	白羊座	A
大海	射手座	A
宋宋	白羊座	B
猪八戒	白羊座	A
凤姐	射手座	A
苍老师	白羊座	B

(3) 需求

把星座和血型一样的人归类到一起。结果如下：

射手座,A		大海|凤姐
白羊座,A		孙悟空|猪八戒
白羊座,B		宋宋|苍老师

(4) 创建本地constellation.txt，填入数据

[xqzhao@hadoop100 datas]$ vim person_info.txt
孙悟空	白羊座	A
大海	射手座	A
宋宋	白羊座	B
猪八戒	白羊座	A
凤姐	射手座	A
苍老师	白羊座	B

(5) 创建 hive 表并导入数据

创建 hive 表:

create table person_info(
name string, 
constellation string, 
blood_type string) 
row format delimited fields terminated by "\t";

导入数据:

hive (default)> load data local inpath "/opt/module/hive/data/person_info.txt" 
into table person_info;

(6) 按需求查询数据

SELECT
t1.c_b,
CONCAT_WS("|",collect_set(t1.name))
FROM (
SELECT
NAME,
CONCAT_WS(',',constellation,blood_type) c_b
FROM person_info
)t1
GROUP BY t1.c_b

8.2.4 列转行

(1) 函数说明

EXPLODE(col)：将 hive 一列中复杂的 Array 或者 Map 结构拆分成多行。

LATERAL VIEW:
用法：LATERAL VIEW udtf(expression) tableAlias AS columnAlias
解释：用于和 split, explode 等 UDTF 一起使用，它能够将一列数据拆成多行数据，在此基础上可以对拆分后的数据进行聚合。

(2) 数据准备

movie	category
《疑犯追踪》	悬疑,动作,科幻,剧情
《Lie to me》	悬疑,警匪,动作,心理,剧情
《战狼 2》	战争,动作,灾难

(3) 需求

将电影分类中的数组数据展开。结果如下：

《疑犯追踪》		悬疑
《疑犯追踪》		动作
《疑犯追踪》		科幻
《疑犯追踪》		剧情
《Lie to me》	悬疑
《Lie to me》	警匪
《Lie to me》	动作
《Lie to me》	心理
《Lie to me》	剧情
《战狼 2》		战争
《战狼 2》		动作
《战狼 2》		灾难

(4) 创建本地 movie.txt ，导入数据

[xqzhao@hadoop100 datas]$ vi movie_info.txt

《疑犯追踪》	悬疑,动作,科幻,剧情
《Lie to me》	悬疑,警匪,动作,心理,剧情
《战狼 2》	战争,动作,灾难

(5) 创建 hive 表并导入数据

创建 hive 表:

create table movie_info(
movie string,
category string)
row format delimited fields terminated by "\t";

导入数据

hive (default)> load data local inpath "/opt/module/data/movie.txt" 
into table movie_info;

(6) 按需求查询数据

SELECT
movie,
category_name
FROM
movie_info
lateral VIEW
explode(split(category,",")) movie_info_tmp AS category_name;

8.2.5 窗口函数（开窗函数）

(1) 相关函数说明

OVER()：指定分析函数工作的数据窗口大小，这个数据窗口大小可能会随着行的变而变化。
CURRENT ROW：当前行
n PRECEDING：往前 n 行数据
n FOLLOWING：往后 n 行数据
UNBOUNDED：起点

UNBOUNDED PRECEDING 表示从前面的起点，
UNBOUNDED FOLLOWING 表示到后面的终点

LAG(col,n,default_val)：往前第 n 行数据
LEAD(col,n, default_val)：往后第 n 行数据
NTILE(n)：把有序窗口的行分发到指定数据的组中，各个组有编号，编号从 1 开始，对于每一行，NTILE 返回此行所属的组的编号。注意：n 必须为 int 类型。

(2) 数据准备：name，orderdate，cost

jack,2017-01-01,10
tony,2017-01-02,15
jack,2017-02-03,23
tony,2017-01-04,29
jack,2017-01-05,46
jack,2017-04-06,42
tony,2017-01-07,50
jack,2017-01-08,55
mart,2017-04-08,62
mart,2017-04-09,68
neil,2017-05-10,12
mart,2017-04-11,75
neil,2017-06-12,80
mart,2017-04-13,94

(3) 需求

(1) 查询在 2017 年 4 月份购买过的顾客及总人数
(2) 查询顾客的购买明细及月购买总额
(3) 上述的场景, 将每个顾客的 cost 按照日期进行累加
(4) 查询每个顾客上次的购买时间
(5) 查询前 20%时间的订单信息

(4) 创建本地 business.txt，导入数据

[xqzhao@hadoop100 datas]$ vi business.txt

(5) 创建 hive 表并导入数据

创建 hive 表

create table business(
name string,
orderdate string,
cost int
) ROW FORMAT DELIMITED FIELDS TERMINATED BY ',';

导入数据

hive (default)> load data local inpath "/opt/module/data/business.txt" 
into table business;

(6) 按需求查询数据

(1) 查询在 2017 年 4 月份购买过的顾客及总人数

select name,count(*) over () 
from business
where substring(orderdate,1,7) = '2017-04'
group by name;

(2) 查询顾客的购买明细及月购买总额

select name,orderdate,cost,sum(cost) over(partition by month(orderdate)) 
from business;

(3) 将每个顾客的 cost 按照日期进行累加

select name,orderdate,cost,
sum(cost) over() as sample1,	--所有行相加
sum(cost) over(partition by name) as sample2,	--按 name 分组，组内数据相加
sum(cost) over(partition by name order by orderdate) as sample3,	--按 name分组，组内数据累加
sum(cost) over(partition by name order by orderdate rows between 
UNBOUNDED PRECEDING and current row ) as sample4 ,--和 sample3 一样,由起点到当前行的聚合
sum(cost) over(partition by name order by orderdate rows between 1 
PRECEDING and current row) as sample5, --当前行和前面一行做聚合
sum(cost) over(partition by name order by orderdate rows between 1 
PRECEDING AND 1 FOLLOWING ) as sample6,--当前行和前边一行及后面一行
sum(cost) over(partition by name order by orderdate rows between current 
row and UNBOUNDED FOLLOWING ) as sample7 --当前行及后面所有行
from business;

rows 必须跟在 order by 子句之后，对排序的结果进行限制，使用固定的行数来限制分区中的数据行数量

(4) 查看顾客上次的购买时间

select name,orderdate,cost,
lag(orderdate,1,'1900-01-01') over(partition by name order by orderdate ) 
as time1, lag(orderdate,2) over (partition by name order by orderdate) as time2 
from business;

(5) 查询前 20% 时间的订单信息

select * from (
select name,orderdate,cost, ntile(5) over(order by orderdate) sorted
 from business
) t
where sorted = 1;

8.2.6 Rank

(1) 函数说明

RANK() 排序相同时会重复，总数不会变
DENSE_RANK()排序相同时会重复，总数会减少
ROW_NUMBER() 会根据顺序计算

(2) 数据准备

name	subject	score
孙悟空	语文	87
孙悟空	数学	95
孙悟空	英语	68
大海	语文	94
大海	数学	56
大海	英语	84
宋宋	语文	64
宋宋	数学	86
宋宋	英语	84
婷婷	语文	65
婷婷	数学	85
婷婷	英语	78

(3) 需求

计算每门学科成绩排名。

(4) 创建本地 score.txt，导入数据

[xqzhao@hadoop100 datas]$ vi score.txt

(5) 创建 hive 表并导入数据

create table score(
name string,
subject string, 
score int) 
row format delimited fields terminated by "\t";
load data local inpath '/opt/module/data/score.txt' into table score;

(6) 按需求查询数据

select name,
subject,
score,
rank() over(partition by subject order by score desc) rp,
dense_rank() over(partition by subject order by score desc) drp,
row_number() over(partition by subject order by score desc) rmp
from score;

扩展：求出每门学科前三名的学生？

8.2.7 其他常用函数

略…

8.3 自定义函数

(1) Hive 自带了一些函数，比如：max/min 等，但是数量有限，自己可以通过自定义 UDF来方便的扩展。
(2) 当 Hive 提供的内置函数无法满足你的业务处理需要时，此时就可以考虑使用用户自定义函数（UDF：user-defined function）。
(3) 根据用户自定义函数类别分为以下三种：

(1) UDF（User-Defined-Function）
一进一出

(2) UDAF（User-Defined Aggregation Function）
聚集函数，多进一出
类似于：count/max/min

(3) UDTF（User-Defined Table-Generating Functions）
一进多出
如 lateral view explode()

(4) 官方文档地址
点击查看官方文档
(5) 编程步骤：

(1) 继承 Hive 提供的类
org.apache.hadoop.hive.ql.udf.generic.GenericUDF
org.apache.hadoop.hive.ql.udf.generic.GenericUDTF;
(2) 实现类中的抽象方法
(3) 在 hive 的命令行窗口创建函数
添加 jar
add jar linux_jar_path
创建 function
create [temporary] function [dbname.]function_name AS class_name;
(4) 在 hive 的命令行窗口删除函数
drop [temporary] function [if exists] [dbname.]function_name;

8.4 自定义 UDF 函数

(0) 需求:
自定义一个 UDF 实现计算给定字符串的长度，例如：

hive(default)> select my_len("abcd"); 
4

(1) 创建一个 Maven 工程 Hive
(2) 导入依赖

<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.apache.hive</groupId>
<artifactId>hive-exec</artifactId>
<version>3.1.2</version>
</dependency>
</dependencies>

(3) 创建一个类

package com.atguigu.hive;
import org.apache.hadoop.hive.ql.exec.UDFArgumentException;
import org.apache.hadoop.hive.ql.exec.UDFArgumentLengthException;
import org.apache.hadoop.hive.ql.exec.UDFArgumentTypeException;
import org.apache.hadoop.hive.ql.metadata.HiveException;
import org.apache.hadoop.hive.ql.udf.generic.GenericUDF;
import org.apache.hadoop.hive.serde2.objectinspector.ObjectInspector;
import org.apache.hadoop.hive.serde2.objectinspector.primitive.PrimitiveObjectInspectorFactory;

/**
* 自定义 UDF 函数，需要继承 GenericUDF 类
* 需求: 计算指定字符串的长度
*/
public class MyStringLength extends GenericUDF {
	/**
	*
	* @param arguments 输入参数类型的鉴别器对象
	* @return 返回值类型的鉴别器对象
	* @throws UDFArgumentException
	*/
	@Override
	public ObjectInspector initialize(ObjectInspector[] arguments) throws UDFArgumentException {
		// 判断输入参数的个数
		if(arguments.length !=1){
			throw new UDFArgumentLengthException("Input Args Length 
			Error!!!");
		}
		
		// 判断输入参数的类型
		if(!arguments[0].getCategory().equals(ObjectInspector.Category.PRIMITIVE)){
			throw new UDFArgumentTypeException(0,"Input Args Type Error!!!");
		}
		//函数本身返回值为 int，需要返回 int 类型的鉴别器对象
		return PrimitiveObjectInspectorFactory.javaIntObjectInspector;
	}
	
	/**
	* 函数的逻辑处理
	* @param arguments 输入的参数
	* @return 返回值
	* @throws HiveException
	*/
	@Override
	public Object evaluate(DeferredObject[] arguments) throws HiveException {
		if(arguments[0].get() == null){
			return 0;
		}
		return arguments[0].get().toString().length();
	}
		
	@Override
	public String getDisplayString(String[] children) {
		return "";
	} 
}

(4) 打成 jar 包上传到服务器/opt/module/data/myudf.jar
(5) 将 jar 包添加到 hive 的 classpath

hive (default)> add jar /opt/module/data/myudf.jar;

(6) 创建临时函数与开发好的 java class 关联

hive (default)> create temporary function my_len as "com.atguigu.hive.
MyStringLength";

(7) 即可在 hql 中使用自定义的函数

hive (default)> select ename,my_len(ename) ename_len from emp;

8.5 自定义 UDTF 函数

(0) 需求

自定义一个 UDTF 实现将一个任意分割符的字符串切割成独立的单词，例如：

hive(default)> select myudtf("hello,world,hadoop,hive", ",");
hello
world
hadoop
hive

(1) 代码实现

package com.atguigu.udtf;
import org.apache.hadoop.hive.ql.exec.UDFArgumentException;
import org.apache.hadoop.hive.ql.metadata.HiveException;
import org.apache.hadoop.hive.ql.udf.generic.GenericUDTF;
import org.apache.hadoop.hive.serde2.objectinspector.ObjectInspector;
import org.apache.hadoop.hive.serde2.objectinspector.ObjectInspectorFactory;
import org.apache.hadoop.hive.serde2.objectinspector.StructObjectInspector;
import org.apache.hadoop.hive.serde2.objectinspector.primitive.PrimitiveObjectInspectorFactory;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class MyUDTF extends GenericUDTF {
	private ArrayList<String> outList = new ArrayList<>();
	
	@Override
	public StructObjectInspector initialize(StructObjectInspector argOIs) throws UDFArgumentException {
		//1.定义输出数据的列名和类型
		List<String> fieldNames = new ArrayList<>();
		List<ObjectInspector> fieldOIs = new ArrayList<>();
		
		//2.添加输出数据的列名和类型
		fieldNames.add("lineToWord");
		
		fieldOIs.add(PrimitiveObjectInspectorFactory.javaStringObjectInspector);
		return ObjectInspectorFactory.getStandardStructObjectInspector(fieldNames, fieldOIs);
	}
	
	@Override
	public void process(Object[] args) throws HiveException {
		//1.获取原始数据
		String arg = args[0].toString();
		
		//2.获取数据传入的第二个参数，此处为分隔符
		String splitKey = args[1].toString();
		
		//3.将原始数据按照传入的分隔符进行切分
		String[] fields = arg.split(splitKey);
		
		//4.遍历切分后的结果，并写出
		for (String field : fields) {
			//集合为复用的，首先清空集合
			outList.clear();
			//将每一个单词添加至集合
			outList.add(field);
			//将集合内容写出
			forward(outList);
		}
	}
	
	@Override
	public void close() throws HiveException {
	} 
}

(2) 打成 jar 包上传到服务器 /opt/module/hive/data/myudtf.jar
(3) 将 jar 包添加到 hive 的 classpath 下

hive (default)> add jar /opt/module/hive/data/myudtf.jar;

(4) 创建临时函数与开发好的 java class 关联

hive (default)> create temporary function myudtf as "com.atguigu.hive.MyUDTF";

(5) 使用自定义的函数

hive (default)> select myudtf("hello,world,hadoop,hive",",");

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8.Hive基础—函数—系统内置函数、常用内置函数、自定义函数、自定义UDF函数、自定义UDTF函数

第8章函数

8.1 系统内置函数

8.2 常用内置函数

8.2.1 空字段赋值

8.2.2 CASE WHEN THEN ELSE END

8.2.3 行转列

8.2.4 列转行

8.2.5 窗口函数（开窗函数）

8.2.6 Rank

8.2.7 其他常用函数

8.3 自定义函数

8.4 自定义 UDF 函数

8.5 自定义 UDTF 函数

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8.2 常用内置函数

8.2.1 空字段赋值

8.2.2 CASE WHEN THEN ELSE END

8.2.3 行转列

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