遞歸查詢級聯信息

時間  2019-11-11
標籤 遞歸 查詢 級聯 信息 欄目 應用數學 简体版
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1. 需求背景

在不少場合，咱們須要對錶中的數據對遞歸查詢。如如下狀況：java

1. 菜單分類中，咱們每每須要由一級菜單得到對應的子菜單。node

id name pid
1 圖書 0
2 服裝 0
3 兒童讀物 1
4 雜誌 1
5 卡通 3
6 睡前故事 3

咱們但願獲得的結果爲，由圖書能夠查到：mysql

{ 圖書:  [ 雜誌,
          {兒童讀物:[卡通,睡前故事]}
         ]        
}

2. 在相似上述具備依賴關係的查詢時，咱們將父子依賴關係抽象成如下字段：算法

col col_parent
value1 value2
value2 value3

由col中的value1查詢到col_parent值爲value2；
再由value2做爲col查詢，查詢到value3。
注：父依賴或子依賴只是稱呼不一樣而已。sql

  • value1的全部父依賴

value1-->value2-->value3數據庫

  • value2的全部父依賴

value2-->value3mybatis

2. 實現方案

針對上述問題，本文提出兩種解決方案。app

  • 方法1：使用mybatis中的collection標籤
    優勢：框架已經封裝好了，不用深刻實現原理。
    缺點：返回結果的結構固定，不能靈活處理。對結構的解析也較複雜。擴展性差
  • 方法2：只需根據一條查詢語句select col_parent from table_name where col=#{col}及本身的代碼便可
    優勢：靈活性高。返回結構可擴展
    難點：須要理解實現原理。

demo說明
對於mysql中以下數據表結構：框架

id code parent_code
... ... ...

目標：咱們要求經過code找到左右父code（包括祖輩code）ide

2.1 方法1：mybatis中collection標籤實現

查詢代碼實現

核心代碼（其餘實現代碼不作展現）

  • dao
@Mapper
public interface RelationTreeDao {
    List<RelationTreeDTO> selectAllParentsByCode(String code);
  • dto
public class RelationTreeDTO {
    private String code;
    private String parentCode;
    private List<RelationTreeDTO> parentCodeList; //List嵌套自己，裝父節點信息
   // getter and setter
}
  • mapper.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd" >
<mapper namespace="com.***.dao.RelationTreeDao">
    <!---->
    <resultMap id="relationTreeMap" type="com.***.dto.RelationTreeDTO">
        <result column="task_code" property="taskCode" jdbcType="VARCHAR" javaType="String"/>
        <result column="parent_code" property="parentCode" jdbcType="VARCHAR" javaType="String"/>
        <collection column="parent_code" property="parentCodeList"
                select="selectAllParentsByCode">
         </collection>
    </resultMap>

    <!-- relation表中選擇全部的父節點 -->
    <select id="selectAllParentsByCode"  parameterType="java.lang.String" resultMap="relationTreeMap">
        SELECT
            `code`,`parent_code`
        FROM
            `relation`
        WHERE
            `code` = #{code}
        AND
            `parent_code` is not NULL
    </select>
</mapper>

說明：

  • RelationTreeDTO做爲查詢結果的映射對象，其中須要定義自嵌套的List
  • mapper中的select也爲簡單查詢，可是其映射結果resultMap中有collection標籤。會將column="parent_code"再做爲參數#{code}循環查詢。

結果：

  • relationTreeDao.selectAllParentsByCode("yourCode");查詢結果將會以RelationTreeDTO對象返回，如有多條父依賴，將顯示在List的嵌套中。
[
    {
        "code": ***,
        "parentCode": ***,
        "parentCodeList": [
            {
               "code": ***,
                "parentCode": ***,
                "parentCodeList": []
            },
            ...
           ]
    }
]

結果解析

對於上述結果，咱們每每須要進一步獲取有用信息。如只須要一個List：

[code, parentCode, parentCode, parentCode,...]

因爲RelationTreeDTO是一個樹結構，這就涉及到樹的遍歷。在此，以樹的深度優先搜索算法，得到上述list。

/**
     * description:深度優先搜索DTO中的全部父節點
     * @author wanghongbing whbing1991@gmail.com
     * @param treeDTO RelationTreeDTO待解析的樹結構對象
     * @return list [0]存code, [1]開始存parents
     * 必定會有一個父節點，list長度>=2
     */
    @Override
    public List<String> depthFirst(RelationTreeDTO treeDTO) {

        //list [0]存code, [1]開始存parents
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add(treeDTO.getCode()); //list[0]
        
        ArrayDeque<RelationTreeDTO> stack = new ArrayDeque();
        stack.push(treeDTO);

        while (!stack.isEmpty()){
            RelationTreeDTO node =stack.pop();
            list.add(node.getParentCode());
            //獲取嵌套節點
            List<RelationTreeDTO> parents = node.getParentCodeList();
            if(parents !=null && parents.size() >0){
                for (int i = parents.size()-1; i >=0 ; i--) {
                    stack.push(parents.get(i));
                }
            }
        }
        return list;
    }

至此，該方式級聯查詢結束。
上述實現，collection結果爲固定的樹結構，在解析時，要使用算法（如DFS）獲取樹種的節點信息。雖然在mapper查詢時，一次性得到了級聯結構，後續解析仍然複雜。下面介紹推薦方式。

2.2 方法2：自定義實現級聯查詢

  • dao
@Mapper
public interface RelationDao {
    List<TaskRelationDTO> selectParentByCode(String code);
   // 其餘表
    List<TaskRelationDTO> selectOtherParentByCode(String code);
}
  • dto（或entity，如數據庫對應的話）
public class TaskRelationDTO {
    private String code;
    private String parentCode;
    // getter and setter
}
  • mapper.xml（假設有relation表和other_relation表，其字段相同。兩個表徹底爲了展現擴展）
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd" >
<!-- recommended not modified but can be added -->
<mapper namespace="com.***.dao.RelationDao">
    <!--tag-->
    <resultMap id="relationMap" type="com.***.dto.RelationDTO">
        <result column="code" property="code" jdbcType="VARCHAR" javaType="String"/>
        <result column="parent_code" property="parentCode" jdbcType="VARCHAR" javaType="String"/>
    </resultMap>

    <!-- a_relation表中選擇當前code的父節點 -->
    <select id="selectParentByCode"  parameterType="java.lang.String" resultMap="relationMap">
        SELECT
            `code`,`parent_code`
        FROM
            `relation`
        WHERE
            `code` = #{code}
        AND
            `parent_code` is not NULL
    </select>
    <!-- other_relation表中選擇當前code的父節點 -->
    <select id="selectOtherParentByCode"  parameterType="java.lang.String" resultMap="relationMap">
        SELECT
            `code`,`parent_code`
        FROM
            `other_relation`
        WHERE
            `code` = #{code}
        AND
            `parent_code` is not NULL
    </select>
</mapper>

說明：上述查詢僅爲最簡單的sql查詢，咱們將遞歸查詢寫在業務方法中。

  • service
/**
     *
     * @param code 待查找父任務的子任務
     * @return 返回的list.size()>=2 list[0]當前code，[1]之後去重後的無序parentsCode
     *         如：[tag-depend-2, path-depend-0-p, path-depend-2, tag-depend-0, path-depend-0]
     */
    @Override
    public List<String> getAllParentsByCode(String code) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        Set<String> parentSet = new HashSet<>();
        ArrayDeque<String> stack = new ArrayDeque();
        int count = 0;
        final int MAX_LOOP_COUNT = 50;

        // 初始化stack，將code放入stack
        stack.push(code);
        // 將code加入list。若是最終list.isEmpty()，代表沒有父節點，將其清空。故list長度最短爲2
        list.add(code);

        while (!stack.isEmpty()){
            // 若是入棧次數太多，代表可能出現環形依賴。強行終止
            if(count++ > MAX_LOOP_COUNT){
                LOGGER.error("code爲["+code+"]任務其父任務超過"+MAX_LOOP_COUNT+"個，請檢查是否有環形依賴");
                list.addAll(parentSet);
                // 僅有taskCode，無parentCode時，將list清空
                if(list.size() == 1){
                    list.clear();
                }
                return list;
            }
            String childCode = stack.pop();
/**
可能會出現兩個表交叉依賴狀況，故有otherRelation
*/
            List<RelationDTO> relation =relationDao.selectTagParentByCode(childCode);
            List<TaskRelationDTO> otherRelation =relationDao.selectOtherParentByCode(childCode);

            // 從relation表中查找pop()元素的父任務，將其加入stack
            if(!relation.isEmpty()){
                for (int i = 0; i < relation.size(); i++) {
                    String parent = relation.get(i).getParentCode();
                    //這個parent是須要的，同時要將其放入stack
                    parentSet.add(parent);
                    stack.push(parent);
                }
            }
            // 從otherRelation表中查找pop()元素的父任務，將其加入stack
            if(!otherRelation.isEmpty()){
                for (int i = 0; i < otherRelation.size(); i++) {
                    String parent = otherRelation.get(i).getParentCode();
                    //這個parent是須要的，同時要將其放入stack
                    parentSet.add(parent);
                    stack.push(parent);
                }
            }
        }
        list.addAll(parentSet);
        // 僅有taskCode，無parentCode時，將list清空
        if(list.size() == 1){
            list.clear();
        }
        return list;
    }

原理

說明：上述原理，使用棧（遞歸亦可，所謂遞歸，無非進棧出棧）來循環查詢。初始化時，將待查詢的code入棧，第一次查詢時，該code出棧，做爲參數查詢，若有查詢結果（一條或多條），將查詢到的結果進棧（放入棧中，下次循環計就能夠取出做爲參數輸入了！）。
如上述進行了兩個表的查詢，靈活。

總結

  1. mybatis中的collection標籤，不推薦使用。本人在項目實踐中已由該方式更改成方式2。
  2. 循環將查詢到的結果parentCode做爲code再次查詢，看似複雜，理解原理就簡單。
  3. 棧的使用。能夠代替遞歸，思路清晰。
  4. 上述代碼爲項目代碼，已經去除敏感信息。可能不能直接運行。如不能解決問題，可聯繫代碼中郵箱。
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