樹形結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫表Schema設(shè)計

那么某個節(jié)點到底有多少的子孫節(jié)點呢？通過該節(jié)點的左、右我們可以將其子孫節(jié)點圈進(jìn)來，則子孫總數(shù) = (右 – 左– 1) / 2，以Fruit為例，其子孫總數(shù)為：(11 –2 – 1) / 2 = 4。同時，為了更為直觀地展現(xiàn)樹形結(jié)構(gòu)，我們需要知道節(jié)點在樹中所處的層次，通過左

那么某個節(jié)點到底有多少的子孫節(jié)點呢？通過該節(jié)點的左、右值我們可以將其子孫節(jié)點圈進(jìn)來，則子孫總數(shù) = (右值 – 左值– 1) / 2，以Fruit為例，其子孫總數(shù)為：(11 –2 – 1) / 2 = 4。同時，為了更為直觀地展現(xiàn)樹形結(jié)構(gòu)，我們需要知道節(jié)點在樹中所處的層次，通過左、右值的SQL查詢即可實現(xiàn)，以Fruit為例：SELECTCOUNT(*) FROM Tree WHERE Lft <= 2 AND Rgt >=11。為了方便描述，我們可以為Tree建立一個視圖，添加一個層次數(shù)列，該列數(shù)值可以寫一個自定義函數(shù)來計算，函數(shù)定義如下：

CREATE FUNCTION dbo.CountLayer
(
 @node_id int
)
RETURNS int
AS
begin
	declare @result int
	set @result = 0
	declare @lft int
	declare @rgt int
	if exists(select Node_id from Tree where Node_id = @node_id)
	begin
	select @lft = Lft, @rgt = Rgt from Tree where node_id = @node_id
	select @result = count(*) from Tree where Lft <= @lft and Rgt >= @rgt
	end
	return @result
end
GO

基于層次計算函數(shù)，我們創(chuàng)建一個視圖，添加了新的記錄節(jié)點層次的數(shù)列：

CREATE VIEW dbo.TreeView
AS
SELECT Node_id, Name, Lft, Rgt, dbo.CountLayer(Node_id) AS Layer FROM dbo.Tree ORDER BY Lft
GO

創(chuàng)建存儲過程，用于計算給定節(jié)點的所有子孫節(jié)點及相應(yīng)的層次：

CREATE PROCEDURE [dbo].[GetChildrenNodeList]
(
	@node_id int
)
AS
declare @lft int
declare @rgt int
if exists(select Node_id from Tree where node_id = @node_id)
	begin
	select @lft = Lft, @rgt = Rgt from Tree where Node_id = @node_id
	select * from TreeView where Lft between @lft and @rgt order by Lft ASC
	end
GO

現(xiàn)在，我們使用上面的存儲過程來計算節(jié)點Fruit所有子孫節(jié)點及對應(yīng)層次，查詢結(jié)果如下：

從上面的實現(xiàn)中，我們可以看出采用左右值編碼的設(shè)計方案，在進(jìn)行樹的查詢遍歷時，只需要進(jìn)行2次數(shù)據(jù)庫查詢，消除了遞歸，再加上查詢條件都是數(shù)字的比較，查詢的效率是極高的，隨著樹規(guī)模的不斷擴(kuò)大，基于左右值編碼的設(shè)計方案將比傳統(tǒng)的遞歸方案查詢效率提高更多。當(dāng)然，前面我們只給出了一個簡單的獲取節(jié)點子孫的算法，真正地使用這棵樹我們需要實現(xiàn)插入、刪除同層平移節(jié)點等功能。

（2）獲取某節(jié)點的族譜路徑

假定我們要獲得某節(jié)點的族譜路徑，則根據(jù)左、右值分析只需要一條SQL語句即可完成，以Fruit為例：SELECT* FROM Tree WHERE Lft < 2 AND Rgt > 11 ORDER BY Lft ASC ，相對完整的存儲過程：

CREATE PROCEDURE [dbo].[GetParentNodePath]
(
	@node_id int
)
AS
declare @lft int
declare @rgt int
if exists(select Node_id from Tree where Node_id = @node_id)
	begin
	select @lft = Lft, @rgt = Rgt from Tree where Node_id = @node_id
	select * from TreeView where Lft < @lft and Rgt > @rgt order by Lft ASC
	end
GO

（3）為某節(jié)點添加子孫節(jié)點

假定我們要在節(jié)點“Red”下添加一個新的子節(jié)點“Apple”，該樹將變成如下圖所示，其中紅色節(jié)點為新增節(jié)點。

仔細(xì)觀察圖中節(jié)點左右值變化，相信大家都應(yīng)該能夠推斷出如何寫SQL腳本了吧。我們可以給出相對完整的插入子節(jié)點的存儲過程：

CREATE PROCEDURE [dbo].[AddSubNode]
(
	@node_id int,
	@node_name varchar(50)
)
AS
declare @rgt int
if exists(select Node_id from Tree where Node_id = @node_id)
	begin
	SET XACT_ABORT ON
	BEGIN TRANSCTION
	select @rgt = Rgt from Tree where Node_id = @node_id
	update Tree set Rgt = Rgt + 2 where Rgt >= @rgt
	update Tree set Lft = Lft + 2 where Lft >= @rgt
	insert into Tree(Name, Lft, Rgt) values(@node_name, @rgt, @rgt + 1)
	COMMIT TRANSACTION
	SET XACT_ABORT OFF
	end
GO

（4）刪除某節(jié)點

如果我們想要刪除某個節(jié)點，會同時刪除該節(jié)點的所有子孫節(jié)點，而這些被刪除的節(jié)點的個數(shù)為：(被刪除節(jié)點的右值 – 被刪除節(jié)點的左值+ 1) / 2，而剩下的節(jié)點左、右值在大于被刪除節(jié)點左、右值的情況下會進(jìn)行調(diào)整。來看看樹會發(fā)生什么變化，以Beef為例，刪除效果如下圖所示。

則我們可以構(gòu)造出相應(yīng)的存儲過程：

CREATE PROCEDURE [dbo].[DelNode]
(
	@node_id int
)
AS
declare @lft int
declare @rgt int
if exists(select Node_id from Tree where Node_id = @node_id)
	begin
	SET XACT_ABORT ON
	BEGIN TRANSCTION
	select @lft = Lft, @rgt = Rgt from Tree where Node_id = @node_id
	delete from Tree where Lft >= @lft and Rgt <= @rgt
	update Tree set Lft = Lft – (@rgt - @lft + 1) where Lft > @lft
	update Tree set Rgt = Rgt – (@rgt - @lft + 1) where Rgt > @rgt
	COMMIT TRANSACTION
	SET XACT_ABORT OFF
	end
GO

五、總結(jié)

我們可以對這種通過左右值編碼實現(xiàn)無限分組的樹形結(jié)構(gòu)Schema設(shè)計方案做一個總結(jié)：

（1）優(yōu)點：在消除了遞歸操作的前提下實現(xiàn)了無限分組，而且查詢條件是基于整形數(shù)字的比較，效率很高。

（2）缺點：節(jié)點的添加、刪除及修改代價較大，將會涉及到表中多方面數(shù)據(jù)的改動。

當(dāng)然，本文只給出了幾種比較常見的CRUD算法的實現(xiàn)，我們同樣可以自己添加諸如同層節(jié)點平移、節(jié)點下移、節(jié)點上移等操作。有興趣的朋友可以自己動手編碼實現(xiàn)一下，這里不在列舉了。值得注意的是，實現(xiàn)這些算法可能會比較麻煩，會涉及到很多條update語句的順序執(zhí)行，如果順序調(diào)度考慮不周詳，出現(xiàn)Bug的話將會對整個樹形結(jié)構(gòu)表產(chǎn)生驚人的破壞。因此，在對樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行大規(guī)模修改的時候，可以采用臨時表做中介，以降低代碼的復(fù)雜度，同時，強烈推薦在做修改之前對表進(jìn)行完整備份，以備不時之需。在以查詢?yōu)橹鞯慕^大多數(shù)基于數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用系統(tǒng)中，該方案相比傳統(tǒng)的由父子繼承關(guān)系構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫Schema更為適用。

參考文獻(xiàn)：《Storing Hierarchical Data in a Database Article》

聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容旨在傳播知識，若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。TEL:177 7030 7066 E-MAIL:11247931@qq.com