邻接列表模型和层次结构
在本教程中,您将学习如何使用邻接列表模型来管理MySQL中的分层数据。

邻接列表模型介绍

分层数据无处不在。它可以是博客类别(栏目),产品层次结构或组织结构。
有很多方法来管理MySQL中的层次数据,邻接列表模型可能是最简单的解决方案。 由于其简单性,邻接列表模型是开发人员和数据库管理员非常受欢迎的选择。
在邻接列表模型中,每个节点都有一个指向其父节点的指针。顶级节点没有父节点。 请参阅以下类别的电子产品:
img
在使用邻接列表模型之前,应该熟悉一些术语:
  • 电子设备(Electronics)是顶级节点或根节点。
  • 笔记本电脑,相机和照片,手机和配件(Laptops, Cameras & photo, Phones & Accessories)节点是Electronics节点的子节点。反之亦然Electronics节点是Laptops, Cameras & photo, Phones & Accessories节点的父节点。
  • 叶子节点是没有子节点的节点,例如LaptopsPCAndroidiOS等,而非叶节点是至少有一个子节点的节点。
  • 一个节点的子孙节点被称为后代节点。一个节点的父节点,祖父节点等也被称为祖先节点。
要对此类树进行建模,我们可以创建一个名为category的表,其中包含三个列:idtitleparent_id,如下所示:
CREATE TABLE category (
id int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
title varchar(255) NOT NULL,
parent_id int(10) unsigned DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (id),
FOREIGN KEY (parent_id) REFERENCES category (id)
ON DELETE CASCADE ON UPDATE CASCADE
);
表中的每一行都是由id列标识的树中的一个节点。 parent_id列是category表本身的外键。它像一个指向id列的指针。
插入数据
树的根节点没有父节点,因此parent_id设置为NULL。其他节点必须只有一个父节点。
插入根节点数据,请将parent_id设置为NULL,如下所示:
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Electronics',NULL);
要插入非根节点,只需要将其parent_id设置为其父节点的ID值。 例如,Laptop & PCCameras & Photos,以及Phone & Accessories节点的parent_id设置为1,参考以下语句:
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Laptops & PC',1);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Laptops',2);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('PC',2);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Cameras & photo',1);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Camera',5);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Phones & Accessories',1);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Smartphones',7);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Android',8);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('iOS',8);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Other Smartphones',8);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Batteries',7);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Headsets',7);
INSERT INTO category(title,parent_id)
VALUES('Screen Protectors',7);
查找根节点
根节点是没有父节点的节点。换句话说,它的parent_idNULL
SELECT
id, title
FROM
category
WHERE
parent_id IS NULL;
查找节点的直接子节点
以下查询获取根节点的直接子节点,参考以下查询语句 -
SELECT
id, title
FROM
category
WHERE
parent_id = 1;
查找叶节点
叶节点是没有子节点的节点。
SELECT
c1.id, c1.title
FROM
category c1
LEFT JOIN
category c2 ON c2.parent_id = c1.id
WHERE
c2.id IS NULL;
查询整个树
以下递归公用表表达式(CTE)检索整个类别树。 请注意,自从MySQL 8.0起,CTE功能已经可用了。
WITH RECURSIVE category_path (id, title, path) AS
(
SELECT id, title, title as path
FROM category
WHERE parent_id IS NULL
UNION ALL
SELECT c.id, c.title, CONCAT(cp.path, ' > ', c.title)
FROM category_path AS cp JOIN category AS c
ON cp.id = c.parent_id
)
SELECT * FROM category_path
ORDER BY path;
查询子树
以下查询获取ID为7Phone&Accessories的子树。
WITH RECURSIVE category_path (id, title, path) AS
(
SELECT id, title, title as path
FROM category
WHERE parent_id = 7
UNION ALL
SELECT c.id, c.title, CONCAT(cp.path, ' > ', c.title)
FROM category_path AS cp JOIN category AS c
ON cp.id = c.parent_id
)
SELECT * FROM category_path
ORDER BY path;
得到以下结果 -
img
查询单个路径
要查询从下到上的单一路径,例如从iOSElectronics,请使用以下语句:
WITH RECURSIVE category_path (id, title, parent_id) AS
(
SELECT id, title, parent_id
FROM category
WHERE id = 10 -- child node
UNION ALL
SELECT c.id, c.title, c.parent_id
FROM category_path AS cp JOIN category AS c
ON cp.parent_id = c.id
)
SELECT * FROM category_path;
计算每个节点的级别
假设根节点的级别为0,下面的每个节点都有一个等于其父节点的级别加1的级别。
WITH RECURSIVE category_path (id, title, lvl) AS
(
SELECT id, title, 0 lvl
FROM category
WHERE parent_id IS NULL
UNION ALL
SELECT c.id, c.title,cp.lvl + 1
FROM category_path AS cp JOIN category AS c
ON cp.id = c.parent_id
)
SELECT * FROM category_path
ORDER BY lvl;
如下所示 -
img
删除节点及其后代
删除节点及其后代,只需删除节点本身,则所有后代将被删除的DELETE CASCADE自动删除
例如,要Laptops & PC节点及其子节点(Laptops , PC),请使用以下语句:
DELETE FROM category
WHERE
id = 2;
删除节点并提升其后子节点
删除非叶节点并提升其后子节点:
  • 首先,将节点的直接子节点的parent_id更新为新父节点的ID
  • 然后,删除节点。
例如,要删除Smartphones节点并其子项,例如AndroidiOSOther Smartphones节点:
首先,更新Smartphones的所有直接子节点项的parent_id
UPDATE category
SET
parent_id = 7 -- Phones & Accessories
WHERE
parent_id = 5; -- Smartphones
其次,删除Smartphones节点:
DELETE FROM category
WHERE
id = 8;
两个语句都应该包含在一个事务中:
BEGIN;
UPDATE category
SET
parent_id = 7
WHERE
parent_id = 5;
DELETE FROM category
WHERE
id = 8;
COMMIT;
移动子树
要移动子树,只需更新子树的顶级节点的parent_id。 例如,要移动Cameras & photo作为Phone and Accessories的子节点,可使用以下语句:
UPDATE category
SET
parent_id = 7
WHERE
id = 5;
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