使用Django ORM和PostgreSQL进行累计（运行）总和

Question

使用Django的ORM能否计算累积（运行）总和？考虑以下模型：

class AModel(models.Model):
    a_number = models.IntegerField()

给定一组数据，其中a_number = 1。假设数据库中有一个数字大于1的AModel实例，它们都满足a_number=1。我希望能够返回以下内容：

AModel.objects.annotate(cumsum=??).values('id', 'cumsum').order_by('id')
>>> ({id: 1, cumsum: 1}, {id: 2, cumsum: 2}, ... {id: N, cumsum: N})

理想情况下，我希望能够限制/过滤累加和。因此，在上面的例子中，我希望将结果限制为 cumsum <= 2。

我相信在postgresql中可以使用窗口函数实现累加和。如何将其转换为ORM？

- wrdeman

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cumsum表示累加和，显然这是针对多个记录的，编辑以使数据集的大小大于1更清晰。 - wrdeman

我认为你不能使用ORM完成它...最好使用Python。 - Mihai Zamfir

你要找的短语是“running total”（或称为running sum）。这是移动聚合的一种特殊情况。而移动聚合则是窗口函数的一种。 - pozs

@wrdeman 是的，你可能是对的，但术语“累积和”很少使用（我主要发现MATLAB参考和这个worfram）。虽然我不是以英语为母语的人，但我之前听说过“运行总和”的说法，而且听得很多。 - pozs

它的使用可能更加领域特定（例如物理/统计学，在这些领域中并不罕见），但感谢您指出这一点，我已经修改了标题以反映这种替代用法。 - wrdeman

Answer 1

参考资料，从Django 2.0开始，可以使用Window函数来实现此结果：

AModel.objects.annotate(cumsum=Window(Sum('a_number'), order_by=F('id').asc()))\
              .values('id', 'cumsum').order_by('id', 'cumsum')

- Campi

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有趣的是，窗口函数在SqLite3中不起作用。 - Campi

Answer 2

根据Dima Kudosh的回答和https://dev59.com/ZW025IYBdhLWcg3w9qyQ#5700744，我需要执行以下操作： 我在SQL中删除了对PARTITION BY的引用，并替换为ORDER BY，结果如下。

AModel.objects.annotate(
    cumsum=Func(
        Sum('a_number'), 
        template='%(expressions)s OVER (ORDER BY %(order_by)s)', 
        order_by="id"
    ) 
).values('id', 'cumsum').order_by('id', 'cumsum')

这将生成以下的SQL语句：

SELECT "amodel"."id",
SUM("amodel"."a_number") 
OVER (ORDER BY id) AS "cumsum" 
FROM "amodel" 
GROUP BY "amodel"."id" 
ORDER BY "amodel"."id" ASC, "cumsum" ASC

迪玛库多斯的答案没有将结果加总，但上述内容可以做到。

- wrdeman

Answer 3

为了后代，我发现这对我是一个很好的解决方案。我不需要结果是一个QuerySet，所以我可以负担得起这样做，因为我只是要使用D3.js绘制数据：

import numpy as np
import datettime

today = datetime.datetime.date()

raw_data = MyModel.objects.filter('date'=today).values_list('a_number', flat=True)

cumsum = np.cumsum(raw_data)

- Scott Skiles

Answer 4

你可以尝试使用函数表达式来实现这个。

from django.db.models import Func, Sum

AModel.objects.annotate(cumsum=Func(Sum('a_number'), template='%(expressions)s OVER (PARTITION BY %(partition_by)s)', partition_by='id')).values('id', 'cumsum').order_by('id')

- Dima Kudosh

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谢谢，非常感谢你的回答。对我来说并没有完全起作用，我已经发布了我的修改。 - wrdeman

Answer 5

请检查这个

AModel.objects.order_by("id").extra(select={"cumsum":'SELECT SUM(m.a_number) FROM table_name m WHERE m.id <= table_name.id'}).values('id', 'cumsum')

table_name 应该是数据库中表的名称。

- itzMEonTV