在SQL Server中，计算累积总和是一个常见的需求。本文将介绍几种实现这一功能的方法，并通过示例进行说明。首先，需要创建一个测试表，并填充一些数据。
创建测试表
CREATE TABLE RunTotalTestData (
id INT NOT NULL IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,
value INT NOT NULL
);
填充测试数据：
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (1);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (2);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (4);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (7);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (9);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (12);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (13);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (16);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (22);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (42);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (57);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (58);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (59);
INSERT INTO RunTotalTestData (value) VALUES (60);
目标是按照id字段的升序获取累积总和。
使用相关标量查询
一种传统的方法是使用相关标量查询来获取到目前为止的累积总和。查询可能如下所示：
SELECT a.id, a.value, (
SELECT SUM(b.value)
FROM RunTotalTestData b
WHERE b.id <= a.id
) FROM RunTotalTestData a
ORDER BY a.id;
执行此查询后，结果如下：
| id | value | running total |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 2 | 3 |
| 3 | 4 | 7 |
| 4 | 7 | 14 |
| 5 | 9 | 23 |
| 6 | 12 | 35 |
| 7 | 13 | 48 |
| 8 | 16 | 64 |
| 9 | 22 | 86 |
| 10 | 42 | 128 |
| 11 | 57 | 185 |
| 12 | 58 | 243 |
| 13 | 59 | 302 |
| 14 | 60 | 362 |
查询结果中，除了实际的行值外，还包含了累积总和。标量查询简单地获取了当前行值的ID小于或等于的行的value字段的总和。让看看执行计划：
数据库获取表中的所有行，并使用嵌套循环再次获取用于计算总和的行。这也可以在统计信息中看到：
表 'RunTotalTestData'。扫描次数15，逻辑读取30，物理读取0...
使用JOIN
另一种变体是使用JOIN。现在查询可能如下所示：
SELECT a.id, a.value, SUM(b.Value)
FROM RunTotalTestData a,
RunTotalTestData b
WHERE b.id <= a.id
GROUP BY a.id, a.value
ORDER BY a.id;
结果相同，但技术略有不同。不是为每一行获取总和，而是通过使用GROUP BY子句创建总和。行通过交叉连接限制连接，只允许在B中ID值相等或更小的行进行连接。计划如下：
计划看起来有些不同，实际上表只读取了两次。这可以通过统计信息更清楚地看到。
表 'RunTotalTestData'。扫描次数2，逻辑读取31...
相关标量查询的计算成本为0.0087873，而JOIN版本的成本为0.0087618。差异不大，但必须记住，处理的是极小的数据量。
使用条件
在现实生活场景中，通常使用限制条件，那么这些查询是如何应用条件的呢。基本规则是条件必须在这两种变体中定义两次。一次用于获取行，第二次用于计算总和的行。
如果想计算奇数值的累积总和，相关标量版本可能如下所示：
SELECT a.id, a.value, (
SELECT SUM(b.value)
FROM RunTotalTestData b
WHERE b.id <= a.id
AND b.value % 2 = 1
) FROM RunTotalTestData a
WHERE a.value % 2 = 1
ORDER BY a.id;
结果如下：
| id | value | running total |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 4 | 7 | 8 |
| 5 | 9 | 17 |
| 7 | 13 | 30 |
| 11 | 57 | 87 |
| 13 | 59 | 146 |
使用JOIN版本，可能是这样的：
SELECT a.id, a.value, SUM(b.Value)
FROM RunTotalTestData a,
RunTotalTestData b
WHERE b.id <= a.id
AND a.value % 2 = 1
AND b.value % 2 = 1
GROUP BY a.id, a.value
ORDER BY a.id;
当实际上有更多的条件时，正确维护条件可能会相当痛苦。特别是如果它们是动态构建的。
计算数据分区的累积总和
如果需要为数据的不同分区计算累积总和，一种方法是在连接中使用更多的条件。例如，如果需要为奇数和偶数计算累积总和，相关标量查询可能如下所示：
SELECT a.value%2, a.id, a.value, (
SELECT SUM(b.value)
FROM RunTotalTestData b
WHERE b.id <= a.id
AND b.value%2 = a.value%2
) FROM RunTotalTestData a
ORDER BY a.value%2, a.id;
结果如下：
| even | id | value | running total |
|---|---|---|---|
| 0 | 2 | 2 | 2 |
| 0 | 3 | 4 | 6 |
| 0 | 6 | 12 | 18 |
| 0 | 8 | 16 | 34 |
| 0 | 9 | 22 | 56 |
| 0 | 10 | 42 | 98 |
| 0 | 12 | 58 | 156 |
| 0 | 14 | 60 | 216 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 4 | 7 | 8 |
| 1 | 5 | 9 | 17 |
| 1 | 7 | 13 | 30 |
| 1 | 11 | 57 | 87 |
| 1 | 13 | 59 | 146 |
现在分区条件被添加到标量查询的WHERE子句中。当使用JOIN版本时，可能类似于：
SELECT a.value%2, a.id, a.value, SUM(b.Value)
FROM RunTotalTestData a,
RunTotalTestData b
WHERE b.id <= a.id
AND b.value%2 = a.value%2
GROUP BY a.value%2, a.id, a.value
ORDER BY a.value%2, a.id;
使用SQL Server2012
SQL Server2012使生活变得更加简单。在该版本中，可以在OVER子句中定义ORDER BY子句。
要获取所有行的累积总和，查询可能如下所示：
SELECT a.id, a.value, SUM(a.value) OVER (
ORDER BY a.id
) FROM RunTotalTestData a
ORDER BY a.id;
语法允许定义分区的排序（在这个例子中包括所有行），然后按该顺序计算汇总。
要为数据定义条件，不再需要重复。奇数的累积总和可能如下所示：
SELECT a.id, a.value, SUM(a.value) OVER (
ORDER BY a.id
) FROM RunTotalTestData a
WHERE a.value % 2 = 1
ORDER BY a.id;
最后，分区可能是：
SELECT a.value%2, a.id, a.value, SUM(a.value) OVER (
PARTITION BY a.value%2
ORDER BY a.id
) FROM RunTotalTestData a
ORDER BY a.value%2, a.id;
计划看起来非常不同。例如，所有行的简单累积总和看起来像：
表 'Worktable'。扫描次数15，逻辑读取85，物理读取0...
表 'RunTotalTestData'。扫描次数1，逻辑读取2，物理读取0...
尽管乍一看扫描次数相当高，但它并不是针对实际表，而是一个工作表。工作表用于存储中间结果，然后读取这些结果以创建计算结果。
此查询的计算成本现在为0.0033428，而之前使用JOIN版本时为0.0087618。相当大的改进。