SQL 创建稀疏矩阵

创建稀疏矩阵是数据分析及数据挖掘中的一个重要步骤，SQL是常用的关系型数据库操作语言，下面我将给出创建稀疏矩阵的完整攻略。

一、前提条件

在使用SQL创建稀疏矩阵之前，需要保证以下前提条件已经满足：
1. 数据库中已经存在数据表，并且每个数据表中的数据按照一定规则进行了处理（如归一化处理、去重处理等）。
2. 对于待创建的稀疏矩阵，已经明确规定了需要保留的数据列和数据行，即$N×M$的矩阵大小已经确定，并且每个矩阵元素的位置也已经被确定。

二、创建稀疏矩阵的SQL语句

MySQL数据库支持使用SELECT语句创建稀疏矩阵。创建稀疏矩阵的SQL语句的基本结构如下：

SELECT Row, Col, Value FROM table WHERE condition

其中，table是需要从中取出数据的数据表，condition是需要满足的筛选条件，Row代表稀疏矩阵中元素的行索引，Col代表稀疏矩阵中元素的列索引，Value代表该元素对应的数值。

下面以两个实例为例，讲解SQL如何创建稀疏矩阵：

实例一

假设有一张名为score的成绩单表，其中包含考生的姓名、科目和成绩，现在需要从该表中创建一个2×3的历史学生考试成绩矩阵，其中行表示学生，列表示考试科目，存储的数值为该学生在该科目上的成绩。

SELECT 
    (CASE WHEN SUBJECT = 'math' THEN 1 WHEN SUBJECT = 'art' THEN 2 ELSE 3 END) AS Col, 
    (CASE WHEN NAME = 'John' THEN 1 ELSE 2 END) AS Row, 
    SCORE AS Value 
FROM score 
WHERE SUBJECT IN ('math', 'art', 'english') AND NAME IN ('John', 'Sara')

其中，Col列表示列索引，对应的科目为数学、艺术和英语三个科目，Row列表示行索引，对应的学生为John和Sara，Value列表示学生在相应科目上的成绩分数。

实例二

假设有一张名为user_log的用户日志表，其中包含用户ID、行为类型和行为时间，现在需要从该表中创建一个用户活跃时间矩阵，其中行表示用户ID，列表示小时。如果该用户在某个小时内有过任意行为，则该矩阵元素为1，否则为0。

SELECT 
    (DATEDIFF(HOUR, '2022-01-01', ACTION_TIME) + 1) AS Col, 
    USER_ID AS Row, 
    COUNT(*) AS Value 
FROM user_log 
GROUP BY USER_ID, DATEDIFF(HOUR, '2022-01-01', ACTION_TIME)

其中，Col表示列索引，对应的小时数计算方式为：统计该行为时间与‘2022-01-01’小时级别的时间差，然后加上1即可。Row表示行索引，对应的是每个用户的ID，Value表示该用户在相应小时内的活跃状态次数，如果该用户在当前小时内有过任意行为则为1，否则为0.

三、总结

创建稀疏矩阵是处理大规模稀疏数据的重要步骤之一。使用SQL语句可以方便快捷地创建稀疏矩阵。在使用SQL语句创建稀疏矩阵时，需要明确指定矩阵的大小和元素位置，以及在原始数据中需要保留哪些列和哪些行，同时需要遵循SQL语句的书写规范和用法。