力扣第185题：部门工资前三高的员工

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在本篇文章中，我们将详细解读力扣第185题“部门工资前三高的员工”。通过学习本篇文章，读者将掌握如何使用SQL语句来解决这一问题，并了解相关的复杂度分析和模拟面试问答。每种方法都将配以详细的解释，以便于理解。

问题描述

力扣第185题“部门工资前三高的员工”描述如下：

编写一个 SQL 查询，找出每个部门工资前三高的员工。在 Employee 表中找到每个部门工资前三高的员工。

表：Employee

+----+-------+--------+-----------+--------+
| Id | Name  | Salary | Department| DeptId |
+----+-------+--------+-----------+--------+
| 1  | Joe   | 70000  | IT        | 1      |
| 2  | Henry | 80000  | HR        | 2      |
| 3  | Sam   | 60000  | IT        | 1      |
| 4  | Max   | 90000  | HR        | 2      |
| 5  | Alice | 75000  | HR        | 2      |
| 6  | Bob   | 85000  | IT        | 1      |
+----+-------+--------+-----------+--------+

示例输出应为：

+------------+----------+--------+
| Department | Employee | Salary |
+------------+----------+--------+
| IT         | Bob      | 85000  |
| IT         | Joe      | 70000  |
| IT         | Sam      | 60000  |
| HR         | Max      | 90000  |
| HR         | Henry    | 80000  |
| HR         | Alice    | 75000  |
+------------+----------+--------+

解题思路

方法：使用窗口函数

1. 初步分析：

   • 使用窗口函数 ROW_NUMBER 对每个部门的员工按工资降序排序，找出每个部门工资前三高的员工。
   • 只选择排序后排名在前三的员工。

2. SQL 查询：

   • 使用 ROW_NUMBER 窗口函数对每个部门的员工按工资降序排序。
   • 选择排名在前三的员工，获取每个部门工资前三高的员工信息。

SQL 查询实现

WITH RankedSalaries AS (
    SELECT Department, Name AS Employee, Salary,
           ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY Department ORDER BY Salary DESC) AS rn
    FROM Employee
)
SELECT Department, Employee, Salary
FROM RankedSalaries
WHERE rn <= 3;

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n log n)，其中 n 是表的行数，因为需要对每个部门的员工按工资进行排序。
• 空间复杂度：O(n)，用于存储临时表和结果集。

模拟面试问答

问题 1：你能描述一下如何解决这个问题的思路吗？

回答：我们需要查找每个部门工资前三高的员工。可以通过使用窗口函数 ROW_NUMBER 对每个部门的员工按工资降序排序，找出每个部门工资前三高的员工。只选择排序后排名在前三的员工，获取每个部门工资前三高的员工信息。

问题 2：为什么选择使用窗口函数来解决这个问题？

回答：窗口函数可以方便地对每个部门的员工进行排序和排名。通过使用 ROW_NUMBER 窗口函数，可以按工资对每个部门的员工进行降序排序，并为每个分组分配一个唯一的行号，从而方便地找到每个部门工资前三高的员工。

问题 3：你的 SQL 查询的时间复杂度和空间复杂度是多少？

回答：SQL 查询的时间复杂度为 O(n log n)，其中 n 是表的行数，因为需要对每个部门的员工按工资进行排序。空间复杂度为 O(n)，用于存储临时表和结果集。

问题 4：在代码中如何处理没有员工的部门情况？

回答：如果某个部门没有员工，查询结果将不会包含该部门的信息。通过这种方式，可以自动排除没有员工的部门情况。

问题 5：你能解释一下窗口函数的工作原理吗？

回答：窗口函数是 SQL 中的一种功能强大的函数，允许在查询结果的每一行上执行计算。ROW_NUMBER 窗口函数用于对数据进行排序，并为每个分组分配一个唯一的行号。通过 PARTITION BY 子句，可以对每个部门的员工按工资降序排序，并分配行号，从而方便地找到每个部门工资前三高的员工。

问题 6：在代码中如何确保返回的结果是正确的？

回答：通过使用窗口函数 ROW_NUMBER 对每个部门的员工按工资降序排序，并分配行号，确保每个部门的员工按工资排序正确。通过 WHERE rn <= 3 子句选择排名在前三的员工，确保返回的结果是每个部门工资前三高的员工。

问题 7：你能举例说明在面试中如何回答优化问题吗？

回答：在面试中，如果面试官问到如何优化 SQL 查询，我会首先分析当前查询的瓶颈，如时间复杂度和空间复杂度，然后提出优化方案。例如，对于查找每个部门工资前三高的员工的问题，可以通过在 Department 和 Salary 字段上建立索引来优化查询性能。解释其原理和优势，最后提供优化后的 SQL 查询。

问题 8：如何验证 SQL 查询的正确性？

回答：通过运行 SQL 查询并查看结果集，验证返回的记录是否为每个部门工资前三高的员工。可以使用多组测试数据，包括正常情况和边界情况，确保查询在各种情况下都能正确运行。例如，可以在测试数据中包含多个员工和部门，确保查询结果正确。

问题 9：你能解释一下查找每个部门工资前三高的员工的问题在实际应用中的重要性吗？

回答：查找每个部门工资前三高的员工的问题在人力资源和薪资管理中非常重要。例如，通过分析每个部门的工资分布，可以帮助公司了解薪资结构和员工绩效。在实际应用中，通过查找每个部门工资前三高的员工，可以提高薪资管理和决策的准确性和效率。

问题 10：在处理大数据集时，SQL 查询的性能如何？

回答：SQL 查询的性能取决于数据库的实现和索引情况。在处理大数据集时，通过在 Department 和 Salary 字段上建立索引，可以显著提高查询性能。使用窗口函数的方法，时间复杂度为 O(n log n)。因此，在处理大数据集时，需要考虑优化查询性能，确保查询能够高效地处理大数据集并快速返回结果。

总结

本文详细解读了力扣第185题“部门工资前三高的员工”，通过使用窗口函数高效地解决了这一问题，并提供了详细的解释和模拟面试问答。希望读者通过本文的学习，能够在力扣刷题的过程中更加得心应手。