为强化SparkSQL编程基本功，现提供一些小练习题。
读者可以使用SparkSQL编程完成这些小练习题，并输出结果。
这些练习题基本可以在15行代码以内完成，如果遇到困难，建议回看上一节SparkSQL的介绍。
完成这些练习题后，可以查看本节后面的参考答案，和自己的实现方案进行对比。
我敢打赌，这些练习题一定会让大家有一种似曾相识之感。
import findspark
#指定spark_home为刚才的解压路径,指定python路径
spark_home = "/Users/liangyun/ProgramFiles/spark-3.0.1-bin-hadoop3.2"
python_path = "/Users/liangyun/anaconda3/bin/python"
findspark.init(spark_home,python_path)
import pyspark
from pyspark.sql import SparkSession
#SparkSQL的许多功能封装在SparkSession的方法接口中
spark = SparkSession.builder \
.appName("test") \
.config("master","local[4]") \
.enableHiveSupport() \
.getOrCreate()
sc = spark.sparkContext1，求平均数
#任务：求data的平均值
data = [1,5,7,10,23,20,6,5,10,7,10]2，求众数
#任务：求data中出现次数最多的数
data = [1,5,7,10,23,20,6,5,10,7,10]3，求TopN
#任务：有一批学生信息表格，包括name,age,score, 找出score排名前3的学生, score相同可以任取
students = [("LiLei",18,87),("HanMeiMei",16,77),("DaChui",16,66),("Jim",18,77),("RuHua",18,50)]
n = 34，排序并返回序号
#任务：排序并返回序号, 大小相同的序号可以不同
data = [1,7,8,5,3,18,34,9,0,12,8]5，二次排序
#任务：有一批学生信息表格，包括name,age,score
#首先根据学生的score从大到小排序，如果score相同，根据age从大到小
students = [("LiLei",18,87),("HanMeiMei",16,77),("DaChui",16,66),("Jim",18,77),("RuHua",18,50)]
6，连接操作
#任务：已知班级信息表和成绩表，找出班级平均分在75分以上的班级
#班级信息表包括class,name,成绩表包括name,score
classes = [("class1","LiLei"), ("class1","HanMeiMei"),("class2","DaChui"),("class2","RuHua")]
scores = [("LiLei",76),("HanMeiMei",80),("DaChui",70),("RuHua",60)]7，分组求众数
#任务：有一批学生信息表格，包括class和age。求每个班级学生年龄的众数。
students = [("class1",15),("class1",15),("class2",16),("class2",16),("class1",17),("class2",19)]
1，求平均数
#任务：求data的平均值
data = [1,5,7,10,23,20,6,5,10,7,10]
dfdata = spark.createDataFrame([(x,) for x in data]).toDF("value")
dfagg = dfdata.agg({"value":"avg"})
dfagg.show()+-----------------+
| avg(value)|
+-----------------+
|9.454545454545455|
+-----------------+
2，求众数
#任务：求data中出现次数最多的数，若有多个，求这些数的平均值
from pyspark.sql import functions as F
data = [1,5,7,10,23,20,7,5,10,7,10]
dfdata = spark.createDataFrame([(x,1) for x in data]).toDF("key","value")
dfcount = dfdata.groupby("key").agg(F.count("value").alias("count")).cache()
max_count = dfcount.agg(F.max("count").alias("max_count")).take(1)[0]["max_count"]
dfmode = dfcount.where("count={}".format(max_count))
mode = dfmode.agg(F.expr("mean(key) as mode")).take(1)[0]["mode"]
print("mode:",mode)
dfcount.unpersist()mode: 8.5
3，求TopN
#任务：有一批学生信息表格，包括name,age,score, 找出score排名前3的学生, score相同可以任取
students = [("LiLei",18,87),("HanMeiMei",16,77),("DaChui",16,66),("Jim",18,77),("RuHua",18,50)]
n = 3
dfstudents = spark.createDataFrame(students).toDF("name","age","score")
dftopn = dfstudents.orderBy("score", ascending=False).limit(n)
dftopn.show()+---------+---+-----+
| name|age|score|
+---------+---+-----+
| LiLei| 18| 87|
|HanMeiMei| 16| 77|
| Jim| 18| 77|
+---------+---+-----+
4，排序并返回序号
#任务：按从小到大排序并返回序号, 大小相同的序号可以不同
data = [1,7,8,5,3,18,34,9,0,12,8]
from copy import deepcopy
from pyspark.sql import types as T
from pyspark.sql import Row,DataFrame
def addLongIndex(df, field_name):
schema = deepcopy(df.schema)
schema = schema.add(T.StructField(field_name, T.LongType()))
rdd_with_index = df.rdd.zipWithIndex()
def merge_row(t):
row,index= t
dic = row.asDict()
dic.update({field_name:index})
row_merged = Row(**dic)
return row_merged
rdd_row = rdd_with_index.map(lambda t:merge_row(t))
return spark.createDataFrame(rdd_row,schema)
dfdata = spark.createDataFrame([(x,) for x in data]).toDF("value")
dfsorted = dfdata.sort(dfdata["value"])
dfsorted_index = addLongIndex(dfsorted,"index")
dfsorted_index.show() +-----+-----+
|value|index|
+-----+-----+
| 0| 0|
| 1| 1|
| 3| 2|
| 5| 3|
| 7| 4|
| 8| 5|
| 8| 6|
| 9| 7|
| 12| 8|
| 18| 9|
| 34| 10|
+-----+-----+
5，二次排序
#任务：有一批学生信息表格，包括name,age,score
#首先根据学生的score从大到小排序，如果score相同，根据age从大到小
students = [("LiLei",18,87),("HanMeiMei",16,77),("DaChui",16,66),("Jim",18,77),("RuHua",18,50)]
dfstudents = spark.createDataFrame(students).toDF("name","age","score")
dfsorted = dfstudents.orderBy(dfstudents["score"].desc(),dfstudents["age"].desc())
dfsorted.show()+---------+---+-----+
| name|age|score|
+---------+---+-----+
| LiLei| 18| 87|
| Jim| 18| 77|
|HanMeiMei| 16| 77|
| DaChui| 16| 66|
| RuHua| 18| 50|
+---------+---+-----+
6，连接操作
#任务：已知班级信息表和成绩表，找出班级平均分在75分以上的班级
#班级信息表包括class,name,成绩表包括name,score
from pyspark.sql import functions as F
classes = [("class1","LiLei"), ("class1","HanMeiMei"),("class2","DaChui"),("class2","RuHua")]
scores = [("LiLei",76),("HanMeiMei",80),("DaChui",70),("RuHua",60)]
dfclass = spark.createDataFrame(classes).toDF("class","name")
dfscore = spark.createDataFrame(scores).toDF("name","score")
dfstudents = dfclass.join(dfscore,on ="name" ,how = "left")
dfagg = dfstudents.groupBy("class").agg(F.avg("score").alias("avg_score")).where("avg_score>75.0")
dfagg.show()+------+---------+
| class|avg_score|
+------+---------+
|class1| 78.0|
+------+---------+
7，分组求众数
#任务：有一批学生信息表格，包括class和age。求每个班级学生年龄的众数。
students = [("class1",15),("class1",15),("class2",16),("class2",16),("class1",17),("class2",19)]from pyspark.sql import functions as F
def mode(arr):
dict_cnt = {}
for x in arr:
dict_cnt[x] = dict_cnt.get(x,0)+1
max_cnt = max(dict_cnt.values())
most_values = [k for k,v in dict_cnt.items() if v==max_cnt]
s = 0.0
for x in most_values:
s = s + x
return s/len(most_values)
spark.udf.register("udf_mode",mode)
dfstudents = spark.createDataFrame(students).toDF("class","score")
dfscores = dfstudents.groupBy("class").agg(F.collect_list("score").alias("scores"))
dfmode = dfscores.selectExpr("class","udf_mode(scores) as mode_score")
dfmode.show()+------+----------+
| class|mode_score|
+------+----------+
|class2| 16.0|
|class1| 15.0|
+------+----------+
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