driving_school-1-计算过去每个月的总收入，以及不同班级类型的收入。

用户：

业务背景

这是某个驾校管理系统的数据库片段。业务流程大致如下：学员注册后选择课程和班级进行报名，下单支付后可约课。约课时可以选择具体时间和教练，若是实践课，会使用特定的车辆进行实践学习。完成课程后参加考试。

数仓表格

-- 学员信息表
CREATE TABLE Student (
    StudentID INT COMMENT '学员ID；主键；自增',
    Name VARCHAR(100) COMMENT '姓名；例如：张三',
    IDNumber VARCHAR(50) COMMENT '身份证号；例如：510***********1234',
    Gender ENUM('男', '女', '其他') COMMENT '性别；值为：男/女/其他',
    Phone VARCHAR(20) COMMENT '联系电话；例如：138********',
    RegistrationDate DATE COMMENT '注册日期；格式为YYYY-MM-DD'
) COMMENT='学员信息表';

-- 教练信息表
CREATE TABLE Instructor (
    InstructorID INT COMMENT '教练ID；主键；自增',
    Name VARCHAR(100) COMMENT '姓名；例如：李四',
    Gender ENUM('男', '女', '其他') COMMENT '性别；值为：男/女/其他',
    Phone VARCHAR(20) COMMENT '联系电话；例如：139********',
    DrivingExperience INT COMMENT '驾龄；单位：年'
) COMMENT='教练信息表';

-- 班级类型表
CREATE TABLE ClassType (
    TypeID INT COMMENT '班级类型ID；主键；自增',
    TypeName VARCHAR(100) COMMENT '类型名称；例如："周末班", "集中培训班"',
    Description TEXT COMMENT '描述'
) COMMENT='班级类型表';

-- 课程信息表
CREATE TABLE Course (
    CourseID INT COMMENT '课程ID；主键；自增',
    CourseName VARCHAR(100) COMMENT '课程名称；如：F本-轻便摩托车、C2-自动挡小汽车',
    TheoryHours INT COMMENT '理论课时数',
    PracticeHours INT COMMENT '实践课时数'
) COMMENT='课程信息表';

-- 班级信息表
CREATE TABLE Class (
    ClassID INT COMMENT '班级ID；主键；自增',
    CourseID INT COMMENT '课程ID；外键：课程ID',
    ExpireDate DATE COMMENT '过期日期；格式为YYYY-MM-DD',
    ClassTypeID INT COMMENT '班级类型ID；外键：班级类型ID'
) COMMENT='班级信息表';

-- 课节
CREATE TABLE Lesson (
    LessonID INT COMMENT '课节ID；主键；自增',
    StudentID INT COMMENT '学员ID；外键：学员ID',
    ClassID INT COMMENT '班级ID；外键：班级ID',
    InstructorID INT COMMENT '教练ID；外键：教练ID',
    TheoryHours INT COMMENT '理论课时数',
    PracticeHours INT COMMENT '实践课时数'
    LessonStatusCode VARCHAR(31) COMMENT '课节状态代码；未开始/已完成/学员未赴约/教练未赴约'
    VehicleID INT COMMENT '车辆ID；外键：车辆ID',
    LessonDate DATE COMMENT '课节日期',
    LessonTime TIME COMMENT '课节时间',
    Rating INT COMMENT '学员打分；1-5分，5分满分',
    Feedback VARCHAR(255) COMMENT '学员反馈'
);

-- 学习报名记录表
CREATE TABLE Enrollment (
    EnrollmentID INT COMMENT '报名记录ID；主键；自增',
    StudentID INT COMMENT '学员ID；外键：学员ID',
    ClassID INT COMMENT '班级ID；外键：班级ID',
    EnrollmentDate DATE COMMENT '报名日期；格式为YYYY-MM-DD',
    CompletionStatus ENUM('未完成', '已完成', '进行中') COMMENT '完成状态；值为：未完成/已完成/进行中'
) COMMENT='学习报名记录表';

-- 车辆信息表
CREATE TABLE Vehicle (
    VehicleID INT COMMENT '车辆ID；主键；自增',
    LicensePlate VARCHAR(20) COMMENT '车牌号；例如：川A12345',
    Model VARCHAR(50) COMMENT '车型；例如：奥迪A4',
    PurchaseDate DATE COMMENT '购置日期；格式为YYYY-MM-DD',
    Status ENUM('使用中', '维修中', '闲置') COMMENT '状态；值为：使用中/维修中/闲置'
) COMMENT='车辆信息表';

-- 考试记录表
CREATE TABLE Exam (
    ExamID INT COMMENT '考试记录ID；主键；自增',
    StudentID INT COMMENT '学员ID；外键：学员ID',
    ClassID INT COMMENT '班级ID；外键：班级ID',
    ExamType ENUM('科目一', '科目二', '科目三', '科目四') COMMENT '考试类型；值为：科目一/科目二/科目三/科目四',
    ExamDate DATE COMMENT '考试日期；格式为YYYY-MM-DD',
    Score DECIMAL(5, 2) COMMENT '成绩；例如：85.50',
    Passed INT COMMENT '是否通过；1为通过，0为未通过'
) COMMENT='考试记录表';

-- 订单信息表
CREATE TABLE Order (
    OrderID INT COMMENT '订单ID；主键；自增',
    StudentID INT COMMENT '学员ID；外键：学员ID',
    ClassID INT COMMENT '班级ID；外键：班级ID',
    OrderDate DATE COMMENT '下单日期；格式为YYYY-MM-DD',
    TotalAmount DECIMAL(10, 2) COMMENT '总金额；例如：2000.00',
    Status ENUM('待支付', '已支付', '已取消') COMMENT '状态；值为：待支付/已支付/已取消'
) COMMENT='订单信息表';

-- 支付记录表
CREATE TABLE Payment (
    PaymentID INT COMMENT '支付记录ID；主键；自增',
    OrderID INT COMMENT '订单ID；外键：订单ID',
    PaymentDate DATE COMMENT '支付日期；格式为YYYY-MM-DD',
    Amount DECIMAL(10, 2) COMMENT '支付金额；例如：2000.00',
    PaymentMethod ENUM('现金', '信用卡', '在线支付') COMMENT '支付方式；值为：现金/信用卡/在线支付'
) COMMENT='支付记录表';

数据查询

计算过去每个月的总收入，以及不同班级类型的收入。

任务描述

请将上述数据查询在给定的数仓表格之上实现为SQL语句。该SQL语句必须能在该数仓上执行并得到正确的结果。如果发现给定的数仓表格缺少SQL实现所需要的表和字段，请报告错误，给出原因，并终止任务。
注意，该数仓仅支持MySQL的SQL方言。

助手：

我们先对查询的目标结果做结构分析，然后对查询的计算方案展开分析，然后将计算方案拆解为子任务并依次实现，最后给出完整的SQL实现。

查询目标结果结构分析

我们假设查询的目标结果可以用一个数据表表示，我们从如下三个方面分析该数据表的结构。

1. 行粒度是什么？
2. 包含哪些行？是否有明确的范围要求？
3. 包含哪些列？是已经存在的属性字段，还是需要计算的字段？

该查询目标结果的行粒度是月份+班级类型，其范围没有明确的要求。

该查询目标结果的列需要包含：“月份”、“该月总收入”、“班级类型名称”、“该月该班级类型收入”。

其中“月份”、“班级类型名称”是数仓中已存在的属性字段。“该月总收入”、“该月班级类型收入”两个字段都需要计算。

查询计算方案分析

我们尝试分析上述目标结果如何计算得到，将其计算过程拆解为一系列简单的子任务。计算方案分析一方面需要分析计算的逻辑和步骤顺序，一方面需要分析计算所需的输入字段和表格、以及表格之间的连接方式。

要计算过去每个月的总收入，以及每个月不同班级类型的收入，我们可以分别计算“过去每个月的总收入”和“过去每个月不同班级类型的收入”，然后做全连接整合结果，最后提取所需的属性字段。

如何计算“过去每个月的总收入”

要计算“过去每个月的总收入”，需要筛选出所有支付记录，按照月份进行分组，对支付金额聚合加总。计算的输入需要用到支付记录表Payment。

如何计算“过去每个月不同班级类型的收入”

要计算“过去每个月不同班级类型的收入”，需要筛选出所有支付记录，按照月份和班级类型进行分组，对支付金额聚合加总。计算的输入需要用到订单信息表Order、支付记录表Payment和班级信息表Class，订单信息表和支付记录表通过订单ID连接，再和班级信息表通过班级ID连接。

如何做全连接整合结果

过去每个月的总收入和过去每个月不同班级类型的收入有一个不为0，该月份和班级类型就应该保留在结果中。所以需要对前面两个计算结果中第一个结果先左连接第二个再通过月份和班级类型做全连接。全连接的结果定义了该查询的目标结果的行范围。

MySQL中不支持FULL JOIN，需要用UNION+LEFT JOIN代替。先对前面两个计算结果中第一个结果先左连接第二个再通过月份和班级类型求并集，再反过来左连接前面两个计算结果。左连接后要处理NULL值，如果某个月的总收入或某个月不同班级类型的收入为NULL，将其改成0。

如何提取所需属性字段

“月份”字段，在行范围计算中就会给出，无需再加考虑。

其余属性字段只有“班级类型名称”。“班级类型名称”仅存在于班级类型信息表ClassType中，需要在行范围计算完成后，左连接ClassType提取该字段。

子任务拆解与实现

基于上述分析，我们尝试将该数据查询的SQL实现拆解成一系列简单的子任务。其中后面的子任务可以使用前面的子任务的计算结果。每个子任务都可以用一个简单的SQL语句实现。这些SQL语句中没有嵌套子查询或者只有非常简单的嵌套子查询。为了SQL实现的简洁性，提取各剩余属性字段的工作会尽量合并到一个子任务中。我们会给子任务的结果起名字，方便后续依赖方引用。

按照这种思路，我们将计算方案拆解成如下子任务（按照拓扑序列出）：

• 子任务1：计算“过去每个月的总收入”。结果记为T1。
• 子任务2：计算“过去每个月不同班级类型的收入”。结果记为T2。
• 子任务3：对T1左连接T2和T2的“年份-月份”和“班级类型”求并集。结果记为T3。T3定义了查询结果的数据范围。
• 子任务4：以T3左连接T1和T2，处理NULL值，再左连接班级类型表提取所需属性字段“班级类型名称”。所得即完整的查询结果。

下面依次实现各个子任务，所有子任务的SQL片段可以拼装出原查询完整的SQL实现。构造子任务的SQL实现时，需要遵守以下要求：

1. 在写SQL之前，将计算逻辑和所用表格字段重述一遍。
2. 后面的子任务若要使用前面子任务的结果，直接用名字引用，不要重复实现。
3. SQL中不要给表取别名，尽量使用表的原名。大家熟悉原名，这样写SQL更容易理解。
4. 构造SQL查询条件时，要考虑索引利用的有效性，尽量避免对字段做转换后再做比较。比如要表达“订单日期大于等于2022年”的查询条件，应使用order_date>='2022-01-01'，而不是YEAR(order_date)>='2022'。

子任务1：计算“过去每个月的总收入”。结果记为T1。

如前文分析，要计算“过去每个月的总收入”，需要筛选出所有支付记录，按照月份进行分组，对支付金额聚合加总。计算的输入需要用到支付记录表Payment。

• “下单日期”对应字段Payment.PaymentDate
• “支付金额”对应字段Payment.Amount

SQL实现如下：

SELECT DATE_FORMAT(PaymentDate, '%Y-%m') AS Month, SUM(Amount) AS TotalIncome
FROM Payment
GROUP BY Month

子任务2：计算“过去每个月不同班级类型的收入”。结果记为T2。

如前文分析，要计算“过去每个月不同班级类型的收入”，需要筛选出所有支付记录，按照月份和班级类型进行分组，对支付金额聚合加总。计算的输入需要用到订单信息表Order、支付记录表Payment和班级信息表Class，订单信息表和支付记录表通过订单ID连接，再和班级信息表通过班级ID连接。

• “班级类型ID”对应字段Class.ClassTypeID
• “下单日期”对应字段Payment.PaymentDate
• “支付金额”对应字段Payment.Amount

SQL实现如下：

SELECT 
    DATE_FORMAT(Payment.PaymentDate, '%Y-%m') AS Month, 
    Class.ClassTypeID, 
    SUM(Payment.Amount) AS ClassTypeIncome
FROM Payment
JOIN `Order` ON Payment.OrderID = `Order`.OrderID
JOIN Class ON `Order`.ClassID = Class.ClassID
GROUP BY Month, Class.ClassTypeID

子任务3：对T1左连接T2和T2的“年份-月份”和“班级类型”求并集。结果记为T3。T3定义了查询结果的数据范围。

使用UNION关键字进行组合，SQL实现如下：

SELECT T1.Month,T2.ClassTypeID FROM T1 LEFT JOIN T2 ON T1.Month=T2.Month
UNION
SELECT Month,ClassTypeID FROM T2 

子任务4：以T3左连接T1和T2，处理NULL值，再左连接班级类型表提取所需属性字段“班级类型名称”。所得即完整的查询结果。

左连接后要处理NULL值，如果某个月的总收入或某个月不同班级类型的收入为NULL，将其改成0。再通过班级ID左连接ClassType提取“班级类型名称”字段。SQL实现如下：

SELECT 
T3.Month,ClassType.TypeName,
IFNULL(T1.TotalIncome, 0.0) AS TotalIncome,
IFNULL(T2.ClassTypeIncome, 0.0) AS ClassTypeIncome
FROM 
T3 LEFT JOIN T1 ON T1.Month=T3.Month
LEFT JOIN T2 ON T2.Month=T3.Month AND T2.ClassTypeID=T3.ClassTypeID
LEFT JOIN ClassType ON T2.ClassTypeID=ClassType.TypeID

答案

使用WITH子句拼装各个子任务的SQL片段，并添加注释保证易读性，得到对原数据查询的完整的SQL实现：

WITH T1 AS (
	-- 子任务1：计算“每个客户近2年在租赁上消费总额”。结果记为T1。
	SELECT customer_id, SUM(total_cost) AS total_rental_cost
	FROM ods_rentals_order
	WHERE rental_date >= CURDATE() - INTERVAL 2 YEAR
	GROUP BY customer_id
),
T2 AS (
	-- 子任务2：计算“每个客户近2年在购买上消费总额”。结果记为T2。
	SELECT customer_id, SUM(sale_amount) AS total_buy_cost
	FROM ods_sales_order
	WHERE sale_date >= CURDATE() - INTERVAL 2 YEAR
	GROUP BY customer_id
),
T3 AS (
	-- 子任务3：对T1和T2的“客户ID”求并集。结果记为T3。T3定义了查询结果的行范围。
	SELECT customer_id FROM T1
	UNION
	SELECT customer_id FROM T2
),
T4 AS (
	-- 子任务4：以T3左连接T1和T2，处理NULL值。结果记为T4。
    SELECT
        T3.customer_id,
        IFNULL(T1.total_rental_cost, 0.0) AS total_rental_cost,
        IFNULL(T2.total_buy_cost, 0.0) AS total_buy_cost
    FROM T3
    LEFT JOIN T1
        ON T3.customer_id=T1.customer_id
    LEFT JOIN T2
        ON T3.customer_id=T2.customer_id
)

-- 子任务5：以T4左连接客户信息表，提取属性字段“客户名称”，并计算租赁消费额占比和购买消费额占比。所得即完整的查询结果。
SELECT T4.customer_id, 
	ods_customers_info.customer_name, 
	ROUND(T4.total_rental_cost / (T4.total_rental_cost+T4.total_buy_cost), 2) AS rental_ratio, 
	ROUND(T4.total_buy_cost / (T4.total_rental_cost+T4.total_buy_cost), 2) AS buy_ratio
FROM T4
LEFT JOIN ods_customers_info
    ON T4.customer_id = ods_customers_info.customer_id