ClickHouseでPIVOTはできますか？

ClickHouseにはPIVOT句はありませんが、集約関数コンビネータを使えば、これに近い機能を実現できます。英国の住宅価格データセットを使って、その方法を見ていきましょう。

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はじめに

ClickHouse にはピボット演算子はありませんが、集約関数コンビネータ、特に -Map 接尾辞 を使うことで、同様の動作を実現できます。

この記事では、その方法を見ていきます。 同じ内容を解説したビデオもありますので、以下からご覧ください。

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集約関数コンビネータを理解する

まずは簡単な例から見ていきましょう。clickhouse-local を使用します。これは次のコマンドを実行して起動できます。

clickhouse -m --output_format_pretty_row_numbers=0

次のクエリはsumMap関数を呼び出します。この関数はマップを受け取り、各キーの値を合計します。

SELECT sumMap(map('ClickHouse', 1, 'ClickBench', 2));

┌─sumMap(map('ClickHouse', 1, 'ClickBench', 2))─┐
│ {'ClickBench':2,'ClickHouse':1}               │
└───────────────────────────────────────────────┘

これは、渡したものと同じ マップ を返すだけなので、特に興味深い例ではありません。 では次に、複数行の マップ に対して sumMap を呼び出してみましょう。

WITH values AS (
  SELECT map('ClickHouse', 3) AS value
  UNION ALL
  SELECT map('ClickBench', 2, 'ClickHouse', 4) AS value
)
SELECT sumMap(value)
FROM values;

┌─sumMap(value)───────────────────┐
│ {'ClickBench':2,'ClickHouse':7} │
└─────────────────────────────────┘

キー ClickHouse は両方の行に存在するため、その値は合計されます。キー ClickBench は1行にしか存在しないため、1つの値だけが合計され、結果としてその値が返されます。

maxMap を使うと、キーごとの最大値を求めることもできます。

WITH values AS (
  SELECT map('ClickHouse', 3) AS value
  UNION ALL
  SELECT map('ClickBench', 2, 'ClickHouse', 4) AS value
)
SELECT maxMap(value)
FROM values;

┌─maxMap(value)───────────────────┐
│ {'ClickBench':2,'ClickHouse':4} │
└─────────────────────────────────┘

あるいは、avgMap を使ってキーごとの平均値を求めることもできます。

WITH values AS (
  SELECT map('ClickHouse', 3) AS value
  UNION ALL
  SELECT map('ClickBench', 2, 'ClickHouse', 4) AS value
)
SELECT avgMap(value)
FROM values;

┌─avgMap(value)─────────────────────┐
│ {'ClickBench':2,'ClickHouse':3.5} │
└───────────────────────────────────┘

これで、これらの関数コンビネーターがどのように機能するのか、イメージをつかめたなら幸いです。

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実例: 英国の住宅価格データセット

次に、より大規模なデータセットを使って、ClickHouse SQL playgroundでこれらを試してみましょう。

clickhouse-clientを使ってplaygroundに接続できます:

clickhouse client -m \
  -h sql-clickhouse.clickhouse.com \
  -u demo \
  --secure

これから uk_price_paid テーブルに対してクエリを実行するので、まずはそのテーブルのデータを見てみましょう：

SELECT * FROM uk.uk_price_paid LIMIT 1 FORMAT Vertical;

Row 1:
──────
price:     145000
date:      2008-11-19
postcode1:
postcode2:
type:      semi-detached
is_new:    0
duration:  leasehold
addr1:
addr2:
street:    CURLEW DRIVE
locality:  SCARBOROUGH
town:      SCARBOROUGH
district:  SCARBOROUGH
county:    NORTH YORKSHIRE
category:  0

上記のとおり、このテーブルには英国の不動産売買に関するさまざまなフィールドが含まれています。

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10年単位でグループ化して集計する

データセットの各年代について、カウンティごとの価格の中央値を求めてみましょう。

WITH year(toStartOfInterval(date, toIntervalYear(10))) AS year
SELECT
    county,
    medianMap(map(year, price)) AS medianPrices
FROM uk.uk_price_paid
GROUP BY ALL
ORDER BY max(price) DESC
LIMIT 10;

    ┌─county─────────────┬─medianPrices───────────────────────────────────────┐
 1. │ GREATER LONDON     │ {1990:89972.5,2000:215000,2010:381500,2020:485000} │
 2. │ TYNE AND WEAR      │ {1990:46500,2000:93000,2010:130000,2020:139000}    │
 3. │ WEST MIDLANDS      │ {1990:50000,2000:110000,2010:149950,2020:185000}   │
 4. │ GREATER MANCHESTER │ {1990:47000,2000:97000,2010:141171,2020:178000}    │
 5. │ MERSEYSIDE         │ {1990:46750,2000:94972.5,2010:128000,2020:149000}  │
 6. │ HERTFORDSHIRE      │ {1990:86500,2000:193000,2010:315000,2020:415000}   │
 7. │ WEST YORKSHIRE     │ {1990:48995,2000:99950,2010:139000,2020:164950}    │
 8. │ BRIGHTON AND HOVE  │ {1990:70000,2000:173000,2010:288000,2020:387000}   │
 9. │ DORSET             │ {1990:76500,2000:182000,2010:250000,2020:315000}   │
10. │ HAMPSHIRE          │ {1990:79950,2000:177500,2010:260000,2020:335000}   │
    └────────────────────┴────────────────────────────────────────────────────┘

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結果の絞り込み

結果を2010年以降のデータのみに絞り込むことができます。

WITH year(toStartOfInterval(date, toIntervalYear(10))) AS year
SELECT
    county,
    medianMap(map(year, price)) AS medianPrices
FROM uk.uk_price_paid
WHERE year >= 2010
GROUP BY ALL
ORDER BY max(price) DESC
LIMIT 10;

    ┌─county─────────────┬─medianPrices────────────────┐
 1. │ GREATER LONDON     │ {2010:384975,2020:485919.5} │
 2. │ TYNE AND WEAR      │ {2010:130000,2020:140000}   │
 3. │ WEST MIDLANDS      │ {2010:146500,2020:185000}   │
 4. │ GREATER MANCHESTER │ {2010:140000,2020:177500}   │
 5. │ MERSEYSIDE         │ {2010:130000,2020:150000}   │
 6. │ HERTFORDSHIRE      │ {2010:315000,2020:415000}   │
 7. │ WEST YORKSHIRE     │ {2010:140000,2020:162500}   │
 8. │ BRIGHTON AND HOVE  │ {2010:287500,2020:387000}   │
 9. │ DORSET             │ {2010:255750,2020:315000}   │
10. │ HAMPSHIRE          │ {2010:265000,2020:330000}   │
    └────────────────────┴─────────────────────────────┘

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複数の集計を組み合わせる

また、10年ごとの最高価格を求めるには、先ほど見た maxMap 関数を使います。

WITH year(toStartOfInterval(date, toIntervalYear(10))) AS year
SELECT
    county,
    medianMap(map(year, price)) AS medianPrices,
    maxMap(map(year, price)) AS maxPrices
FROM uk.uk_price_paid
WHERE year >= 2010
GROUP BY ALL
ORDER BY max(price) DESC
LIMIT 10;

    ┌─county─────────────┬─medianPrices──────────────┬─maxPrices───────────────────────┐
 1. │ GREATER LONDON     │ {2010:385000,2020:485250} │ {2010:594300000,2020:630000000} │
 2. │ TYNE AND WEAR      │ {2010:130000,2020:141000} │ {2010:448300979,2020:93395000}  │
 3. │ WEST MIDLANDS      │ {2010:149000,2020:184250} │ {2010:415000000,2020:104500000} │
 4. │ GREATER MANCHESTER │ {2010:140000,2020:175000} │ {2010:107086856,2020:319186000} │
 5. │ MERSEYSIDE         │ {2010:129950,2020:150000} │ {2010:300000000,2020:93395000}  │
 6. │ HERTFORDSHIRE      │ {2010:315000,2020:415000} │ {2010:254325163,2020:93395000}  │
 7. │ WEST YORKSHIRE     │ {2010:138500,2020:165000} │ {2010:246300000,2020:109686257} │
 8. │ BRIGHTON AND HOVE  │ {2010:285000,2020:387000} │ {2010:200000000,2020:71540000}  │
 9. │ DORSET             │ {2010:250000,2020:315000} │ {2010:150000000,2020:20230000}  │
10. │ HAMPSHIRE          │ {2010:264000,2020:330000} │ {2010:150000000,2020:48482500}  │
    └────────────────────┴───────────────────────────┴─────────────────────────────────┘

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マップの値に関数を適用する

あるいは、avgMap を使って平均価格を算出することもできます。 これらの値は小数点以下の桁数が多いため、mapApply 関数を使ってマップ内の各値に floor 関数を適用し、見やすくできます。

WITH year(toStartOfInterval(date, toIntervalYear(10))) AS year
SELECT
    county,
    medianMap(map(year, price)) AS medianPrices,
    mapApply((k, v) -> (k, floor(v)), avgMap(map(year, price))) AS avgPrices
FROM uk.uk_price_paid
WHERE year >= 2010
GROUP BY ALL
ORDER BY max(price) DESC
LIMIT 10;

    ┌─county─────────────┬─medianPrices──────────────┬─avgPrices─────────────────┐
 1. │ GREATER LONDON     │ {2010:382000,2020:490000} │ {2010:626091,2020:807240} │
 2. │ TYNE AND WEAR      │ {2010:127000,2020:140000} │ {2010:176955,2020:225770} │
 3. │ WEST MIDLANDS      │ {2010:148500,2020:183000} │ {2010:204128,2020:257226} │
 4. │ GREATER MANCHESTER │ {2010:140000,2020:177500} │ {2010:195592,2020:251165} │
 5. │ MERSEYSIDE         │ {2010:127995,2020:150000} │ {2010:182194,2020:206062} │
 6. │ HERTFORDSHIRE      │ {2010:317500,2020:415000} │ {2010:414134,2020:529409} │
 7. │ WEST YORKSHIRE     │ {2010:140000,2020:164500} │ {2010:185121,2020:234870} │
 8. │ BRIGHTON AND HOVE  │ {2010:285000,2020:387000} │ {2010:372285,2020:527184} │
 9. │ DORSET             │ {2010:250000,2020:315000} │ {2010:305581,2020:370739} │
10. │ HAMPSHIRE          │ {2010:265000,2020:330000} │ {2010:335945,2020:425196} │
    └────────────────────┴───────────────────────────┴───────────────────────────┘

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柔軟なグループ化: 郡、地区、郵便番号

別のフィールドでもグループ化してみましょう。 今回は、郡と地区でグループ化し、10年ごとの価格の中央値を算出します。

WITH year(toStartOfInterval(date, toIntervalYear(10))) AS year
SELECT
    county,
    district,
    medianMap(map(year, price)) AS medianPrices
FROM uk.uk_price_paid
WHERE year >= 2010
GROUP BY ALL
ORDER BY max(price) DESC
LIMIT 10

    ┌─county─────────────┬─district───────────────┬─medianPrices────────────────┐
 1. │ GREATER LONDON     │ CROYDON                │ {2010:298475,2020:400000}   │
 2. │ GREATER LONDON     │ CITY OF WESTMINSTER    │ {2010:800000,2020:935000}   │
 3. │ GREATER LONDON     │ SOUTHWARK              │ {2010:437000,2020:540000}   │
 4. │ TYNE AND WEAR      │ NEWCASTLE UPON TYNE    │ {2010:144000,2020:162500}   │
 5. │ WEST MIDLANDS      │ WALSALL                │ {2010:137450,2020:162000}   │
 6. │ GREATER LONDON     │ CITY OF LONDON         │ {2010:725875,2020:840000}   │
 7. │ GREATER LONDON     │ HILLINGDON             │ {2010:329125,2020:439000}   │
 8. │ GREATER MANCHESTER │ MANCHESTER             │ {2010:144972.5,2020:190000} │
 9. │ GREATER LONDON     │ HAMMERSMITH AND FULHAM │ {2010:622250,2020:750000}   │
10. │ GREATER LONDON     │ ISLINGTON              │ {2010:500000,2020:640000}   │
    └────────────────────┴────────────────────────┴─────────────────────────────┘

年でグループ化し、そのうえで map 内で postcode1 と postcode2 を連結することもできます:

WITH year(toStartOfInterval(date, toIntervalYear(10))) AS year
SELECT
    year,
    medianMap(map(postcode1 || ' ' || postcode2, price)) AS medianPrices
FROM uk.uk_price_paid
WHERE postcode1 LIKE 'NP1'
GROUP BY ALL;

   ┌─year─┬─medianPrices────────────────────────────────────────────────────────┐
1. │ 1990 │ {'NP1 4PB':9000}                                                    │
2. │ 2000 │ {'NP1 4SR':28475,'NP1 7HZ':200000}                                  │
3. │ 2010 │ {'NP1 4PB':5000,'NP1 4QJ':1075000,'NP1 4SR':58000,'NP1 8BR':200000} │
4. │ 2020 │ {'NP1 5DW':140000}                                                  │
   └──────┴─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘