PHP+Mysql樹型結構（無限分類）數據庫設計的2種方式實例

        咱們常常須要在關係型數據庫中保存一些樹狀結構數據，好比分類、菜單、論壇帖子樹狀回覆等。經常使用的方法有兩種：

        1. 領接表的方式；

        2. 預排序遍歷樹方式；

        假設樹狀結構以下圖：

        

領接表方式

        主要依賴於一個 parent 字段，用於指向上級節點，將相鄰的上下級節點鏈接起來，id 爲自動遞增自動，parent_id 爲上級節點的 id。一目瞭然，「Java」是「Language」的子節點。

        咱們要顯示樹，PHP 代碼也能夠很直觀，代碼以下：

<?php
/**
 * 獲取父節點下的全部子節點
 * @since 2011-05-18
 * @param $parent_id 父節點 id，0 則顯示整個樹結構。
 * @param $level 當前節點所處的層級，用於縮進顯示節點。
 * @return void
 */
function show_children ($parent_id = 0, $level = 0){
    // 獲取父節點下的全部子節點
    $result = mysql_query('SELECT id, name FROM tree WHERE parent_id=' . intval($parent_id));
    // 顯示每一個子節點
    while ($row = mysql_fetch_array($result)) {
        // 縮進顯示
        echo '<div style="margin-left:' . ($level * 12) . 'px">' . $row['name'] . '</div>';
        // 遞歸調用當前函數，顯示再下一級的子節點
        show_children($row['id'], $level + 1);
    }
}
?>

        想要顯示整個樹結構，調用 show_children()。想要顯示「Database」子樹，則調用 show_children(2)，由於「Database」的 id 是 2。

        還有一個常常用到的功能是獲取節點路徑，即給出一個節點，返回從根節點到當前節點的路徑。用函數實現以下：

<?php
/**
 * @param $id 須要獲取路徑的當前節點的 id。
 * @return array
 */
function get_path($id) {
    // 獲取當前節點的父節點 id 和當前節點名
    $result = mysql_query('SELECT parent_id, name FROM tree WHERE id='.intval($id));
    $row = mysql_fetch_array($result);
    // 使用此數組保存路徑
    $path = array();
    // 將當前節點名保存進路徑數組中
    $path[] = $row['name'];
    // 若是父節點非 0，即非根節點，則進行遞歸調用獲取父節點的路徑
    if ($row['parent_id']) {
        // 遞歸調用，獲取父節點的路徑，而且合併到當前路徑數組的其它元素前邊
        $path = array_merge(get_path($row['parent_id']), $path);
    }
    return $path;
}
?>

        想要獲取「MySQL 5.0」的路徑，調用 get_path(4)，4 便是這個節點的 id。

        領接表方式的優勢在於容易理解，代碼也比較簡單明瞭。缺點則是遞歸中的 SQL 查詢會致使負載變大，特別是須要處理比較大型的樹狀結構的時候，查詢語句會隨着層級的增長而增長，WEB 應用的瓶頸基本都在數據庫方面，因此這是一個比較致命的缺點，直接致使樹結構的擴展困難重重。

排序遍歷樹方式

        如今咱們來聊聊第二種方式─預排序遍歷樹方式（即一般所說的 MPTT，Modified Preorder Tree Traversal）。此算法是在第一種方式的基礎之上，給每一個節點增長一個左、右數字，用於標識節點的遍歷順序，以下圖所示：

        從根節點開始左邊爲 1，而後下一個節點的左邊爲 2，以此類推，到最低層節點以後，最低層節點的右邊爲其左邊的數字加 1。順着這些節點，咱們能夠很容易地遍歷完整個樹。根據上圖，咱們對數據表作一些改變，增長兩個字段，lft 和 rgt 用於存儲左右數字（因爲 left 和 right 是 MySQL 的保留字，因此咱們改用簡寫）。表中各行的內容也就變成了：

       接下來看看顯示樹/子樹是多麼簡單，只須要一條 SQL 語句便可，好比顯示「Database」子樹，則須要獲取到「Database」的左右數字，左爲 2，右爲 11，那麼 SQL 語句是：  

SELECT * FROM tree WHERE lft BETWEEN 2 AND 11;

        SQL 語句是簡單了，但咱們所但願的縮進顯示倒是個問題。何時應該顯示縮進？縮進多少單位？解決這個問題，須要使用堆棧，即後進先出（LIFO），每到一個節點，將其右邊的數字壓入堆棧中。咱們知道，全部節點右邊的值都比其父節點右邊的值小，那麼將當前節點右邊的值和堆棧最上邊的右邊值進行比較，若是當前節點比堆棧最上邊的值小，表示當前堆棧裏邊剩下的都是父節點了，這時能夠顯示縮進，堆棧的元素數量便是縮進深度。PHP 代碼實現以下：

<?php
/**
 * @param $root_id 須要顯示的樹/子樹根節點 id
 */
function show_tree($root_id = 1) 
{
    // 獲取當前根節點的左右數值
    $result = mysql_query('SELECT lft, rgt FROM tree WHERE id='.intval($root_id));
    $row = mysql_fetch_array($result);
    // 堆棧，存儲節點右邊的值，用於顯示縮進
    $stack = array();
    // 獲取 $root_id 節點的全部子孫節點
    $result = mysql_query('SELECT name, lft, rgt FROM tree WHERE lft BETWEEN '.$row['lft'].' AND '.$row['rgt'].' ORDER BY lft ASC');
    // 顯示樹的每一個節點
    while ($row = mysql_fetch_array($result)) {
        if (count($stack)>0) { //僅當堆棧非空的時候檢測
            // 若是當前節點右邊的值比堆棧最上邊的值大，則移除堆棧最上邊的值，由於這個值對應的節點不是當前節點的父節點
            while ($row['rgt'] > $stack[count($stack)-1]) {
                array_pop($stack);
            } //while 循環結束以後，堆棧裏邊只剩下當前節點的父節點了
        }
        // 如今能夠顯示縮進了
        echo '<div style="margin-left:'.(count($stack)*12).'px">'.$row['name'].'</div>';
        // 將當前的節點壓入堆棧裏邊，爲循環後邊的節點縮進顯示作好準備
        array_push($stack, $row['rgt']);
    }
}
?>

獲取整個樹調用 show_tree()，獲取「Database」子樹調用show_tree(2)。在這個函數中，咱們總算不須要用到遞歸了，呵呵。

接下來是顯示從根節點到某節點的路徑，這比起領接表方式來講也簡單了不少，只須要一句 SQL 就行，不用遞歸  好比獲取「ORACLE」這個節點的路徑，其左右值分別是 7 和 10，則 SQL 語句爲：

SELECT name FROM tree WHERE lft <= 7 AND rgt >= 10 ORDER BY lft ASC;

PHP 函數實現以下：

<?php
/**
 * @param $node_id 須要獲取路徑的節點 id
 */
function get_path2($node_id) {
    // 獲取當前節點的左右值
    $result = mysql_query('SELECT lft, rgt FROM tree WHERE id='.intval($node_id));
    $row = mysql_fetch_array($result);
    // 獲取路徑中的全部節點
    $result = mysql_query('SELECT name FROM tree WHERE lft <= '.$row['lft'].' AND rgt >= '.$row['rgt'].' ORDER BY lft ASC');
    $path = array();
    while ($row = mysql_fetch_array($result)) {
        $path[] = $row['name'];
    }
    return $path;
}
?>

        顯示樹和路徑都沒問題了，如今須要瞭解一下如何插入一個節點。插入新節點以前，首先要給這個節點騰出空位來，假設咱們如今要在「ORACLE 9i」這個節點右邊增長一個「ORACLE 10」，則騰位的 SQL 語句以下（「ORACLE 9i」的右邊值爲 9）：

UPDATE tree SET rgt=rgt+2 WHERE rgt>9;
UPDATE tree SET lft=lft+2 WHERE lft>9;

位置空出來了，開始插入新節點吧：

INSERT INTO tree SET lft=10, rgt=11, name='ORACLE 10';

調用 show_tree() 看看結果對不對  具體的 PHP 實現代碼這裏就不寫了。

如今總結一下預排序遍歷樹方式的優缺點。缺點是算法比較抽象，不容易理解，增長節點的時候雖然只用了幾條 SQL 語句，但可能會須要更新不少記錄，從而形成阻塞。優勢是樹的構造，路徑獲取方面性能都比領接表方式好不少。也就是說，這個算法犧牲了一些寫的性能來換取讀的性能，在 WEB 應用中，讀數據庫的比例遠大於寫數據庫的比例，因此預排序遍歷樹方式比領接表方式更加受歡迎，更加實用，不少應用中都能看到 MPTT 的影子，一般所用的表裏都有字段 lft 和 rgt。