简介
在开发中经常遇到树形结构的场景,本文将以部门表为例对比几种设计的优缺点;
问题
需求背景:根据部门检索人员,问题:选择一个顶级部门情况下,跨级展示当前部门以及子部门下的所有人员,表怎么设计更合理 ?
递归吗 ?递归可以解决,但是势必消耗性能
设计1:邻接表
注:(常见父Id设计)
表设计
CREATE TABLE `dept_info01` (
`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
`dept_id` int(10) NOT NULL COMMENT '部门id',
`dept_name` varchar(100) NOT NULL COMMENT '部门名称',
`dept_parent_id` int(11) NOT NULL COMMENT '父部门id',
`create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
`update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
这样是最常见的设计,能正确的表达菜单的树状结构且没有冗余数据,但在跨层级查询需要递归处理。
SQL示例
1.查询某一个节点的直接子集
SELECT * FROM dept_info01 WHERE dept_parent_id =1001
优点
结构简单 ;
缺点
1.不使用递归情况下无法查询某节点所有父级,所有子集
设计2:路径枚举
在设计1基础上新增一个父部门id集字段,用来存储所有父集,多个以固定分隔符分隔,比如逗号。
表设计
CREATE TABLE `dept_info02` (
`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
`dept_id` int(10) NOT NULL COMMENT '部门id',
`dept_name` varchar(100) NOT NULL COMMENT '部门名称',
`dept_parent_id` int(11) NOT NULL COMMENT '父部门id',
`dept_parent_ids` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '父部门id集',
`create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
`update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
SQL示例
1.查询所有子集1).通过模糊查询
SELECT
*
FROM
dept_info02
WHERE
dept_parent_ids like '%1001%'
2).推荐使用 FIND_IN_SET 函数
SELECT
*
FROM
dept_info02
WHERE
FIND_IN_SET( '1001', dept_parent_ids )
优点
方便查询所有的子集 ;
可以因此通过比较字符串dept_parent_ids长度获取当前节点层级 ;
缺点
新增节点时需要将dept_parent_ids字段值处理好 ;
dept_parent_ids字段的长度很难确定,无论长度设为多大,都存在不能够无限扩展的情况 ;
节点移动复杂,需要同时变更所有子集中的dept_parent_ids字段值 ;
设计3:闭包表
闭包表是解决分级存储的一个简单而优雅的解决方案,这是一种通过空间换取时间的方式 ;
需要额外创建了一张TreePaths表它记录了树中所有节点间的关系 ;
包含两列,祖先列与后代列,即使这两个节点之间不是直接的父子关系;同时增加一行指向节点自己 ;
表设计
主表
CREATE TABLE `dept_info03` (
`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
`dept_id` int(10) NOT NULL COMMENT '部门id',
`dept_name` varchar(100) NOT NULL COMMENT '部门名称',
`create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
`update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
• 祖先后代关系表
CREATE TABLE `dept_tree_path_info` (
`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
`ancestor` int(10) NOT NULL COMMENT '祖先id',
`descendant` int(10) NOT NULL COMMENT '后代id',
`depth` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '层级深度',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
注:depth 层级深度字段 ,自我引用为 1,直接子节点为 2,再一下层为 3,一次类推,第几层就是几 。
SQL示例
插入新节点
INSERT INTO dept_tree_path_info (ancestor, descendant,depth)
SELECT t.ancestor, 3001,t.depth+1 FROM dept_tree_path_info AS t
WHERE t.descendant = 2001
UNION ALL
SELECT 3001,3001,1
查询所有祖先
SELECT
c.*
FROM
dept_info03 AS c
INNER JOIN dept_tree_path_info t ON c.dept_id = t.ancestor
WHERE
t.descendant = 3001
查询所有后代
SELECT
c.*
FROM
dept_info03 AS c
INNER JOIN dept_tree_path_info t ON c.dept_id = t.descendant
WHERE
t.ancestor = 1001
删除所有子树
DELETE
FROM
dept_tree_path_info
WHERE
descendant IN
(
SELECT
a.dept_id
FROM
( SELECT descendant dept_id FROM dept_tree_path_info WHERE ancestor = 1001 ) a
)
删除叶子节点
DELETE
FROM
dept_tree_path_info
WHERE
descendant = 2001
移动节点
删除所有子树(先断开与原祖先的关系)
建立新的关系
优点
非递归查询减少冗余的计算时间 ;
方便非递归查询任意节点所有的父集 ;
方便查询任意节点所有的子集 ;
可以实现无限层级 ;
支持移动节点 ;
缺点
层级太多情况下移动树节点会带来关系表多条操作 ;
需要单独一张表存储对应关系,在新增与编辑节点时操作相对复杂 ;
结合使用
可以将邻接表方式与闭包表方式相结合使用。实际上就是将父id冗余到主表中,在一些只需要查询直接关系的业务中就可以直接查询主表,而不需要关联2张表了。在需要跨级查询时祖先后代关系表就显得尤为重要。
表设计
主表
CREATE TABLE `dept_info04` (
`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
`dept_id` int(10) NOT NULL COMMENT '部门id',
`dept_name` varchar(100) NOT NULL COMMENT '部门名称',
`dept_parent_id` int(11) NOT NULL COMMENT '父部门id',
`create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
`update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
• 祖先后代关系表
CREATE TABLE `dept_tree_path_info` (
`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
`ancestor` int(10) NOT NULL COMMENT '祖先id',
`descendant` int(10) NOT NULL COMMENT '后代id',
`depth` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '层级深度',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
总结
其实,在以往的工作中,曾见过不同类型的设计,邻接表,路径枚举,邻接表路径枚举一起来的都见过。每种设计都各有优劣,如果选择设计依赖于应用程序中哪种操作最需要性能上的优化。
综上所述
只需要建立子父集关系中可以使用邻接表方式 ;
涉及向上查找,向下查找的需要建议使用闭包表方式 ;