递归在多级数据结构中的简单应用

news2024/12/23 12:36:24

哈喽，我是小码，半年多没更新了，这段时间换了新工作，工作也很忙。后续会尽量多写点，坚持确实是一件很难，很酷的事情。最近在公司负责开发商品有关的开发，商品包含类型、款式等属性，而类型可能有一级类型、二级类型甚至是三级类型，针对这种多级分类，这就就不好使用简单的查询了。之前也写了一篇文章，Java递归实现评论多级回复，写的比较简单。本文做一些更加系统、完善的方案。

多级数据结构的场景

多级数据在电商或者后台管理系统中是比较常见，比如博客或者短视频的评论，人员系统的多级部门等等，

评论系统

A 写了一条评论，B 就可以回复 A 评论，C 又可以回复 B.

评论A
├── 评论B,回复A
│   └── 评论C,回复B
└── 评论D,回复A

人员系统

一般人员都是绑定一个企业和部门，企业有分公司，部门会多级部门。每个人员绑定一个部门.

选择部门之后就可以获取对应的人员列表信息。

商品的多级分类

商品的类型，会细分多个类型，有一级分类，二级分类，或者有多级分类，比如黄金，分成黄金精品，黄金精品又分成手镯、项链。手镯又分成固口手镯、开口手镯、卡扣手镯等等。

多级结构解决方案

像这种类似于树形结构的数据，数据一般都会包含id、parent_id、name等字段，通过id和parent_id来关联数据。下面是一个简单的实体：

public class Multistage {

    public Multistage(Integer id,Integer parentId,String message) {
        this.id = id;
        this.parentId = parentId;
        this.message = message;
    }

    /**
     * id
     */
    private Integer id;

    /**
     * 父类id
     */
    private Integer parentId;

    /**
     * 名称
     */
    private String name;
    
    // 省略get、set

}

数据表和上面的实体类似。

1、展示多级接口

展示多级数据接口，就需要使用树的接口。类似下面的接口：

public class ViewMultistage {

    /**
     * id
     */
    private Integer id;

    /**
     * 父类id
     */
    private Integer parentId;

    /**
     * 名称
     */
    private String name;

    /**
     * 子集
     */
    private List<ViewMultistage> children = new ArrayList<>();

}

上面的几个例子，评论、部门、以及商品的分类，都是需要展示所有数据，所以需要从数据库获取所有数据，再使用代码归类。

针对这种多级、不确定层级数量的，一般都使用递归方法获取。从数据库获取到列表数据，使用递归方式转换：

// 数据库获取数据
List<Multistage> multistageList = "select * from t_xxxx";

// 树形结果
ViewMultistage root = new ViewMultistage();

// 添加首节点
root.setId(-1);
// 递归添加
add(root,multistageList);
// 结果
List<ViewMultistage> viewMultistageList = root.getChildren();
System.out.println(viewMultistageList);

// 递归添加数据
private void add(ViewMultistage rootViewMultistage, List<Multistage> multistageList) {
    for (Multistage multistage : multistageList) {
        if (rootViewMultistage.getId().equals(multistage.getParentId())) {
            ViewMultistage viewMultistage = new ViewMultistage();
            BeanUtils.copyProperties(multistage, viewMultistage);
            rootViewMultistage.getChildren().add(viewMultistage);
            add(viewMultistage, multistageList);
        }
    }
}

简略解释一下代码：

获取数据列表，创建树形类。
创建 -1 的虚拟节点，添加到属树形类上。
使用递归不断找到子节点，直到遍历完所有数据。
虚拟节点的子节点 root.getChildren() 就是我们要的结果。

从数据库获取的数据一定要有顺序，子数据不能比父数据排前面。

查询子集数据

如果不是获取所有的数据，只是获取一部分的数据。以部门和人员举例，部门有子部门，子部门有部门人员。要求查询部门以及子部门的人员信息。商品绑定二级款式或者三级款式，但是需要通过一级款式找到对应的下级的商品。

解决问题的重点就是获取到部门以及子部门的集合，这里就有两个方案。

获取所有部门，代码筛选

从数据获取所有的部门数据，遍历列表，筛选出符合条件的数据。比如上面的华南部门，假设 id 为 3，通过如下代码就能获取到部门 id 集合：

Integer id = 3;
Set<Integer> idSet = new HashSet<>();
idSet.add(id);
for (ViewMultistage multistage : viewMultistageList) {
    Integer parentId = multistage.getParentId();
    if (idSet.contains(parentId)) {
        idSet.add(multistage.getId());
    }
}

通过某个 id 就可以筛选部门以及子部门的集合，然后通过部门 id 的集合就能获取到人员信息。

但是如果只是获取一小部门的子集，却要获取全部数据，有点浪费查询资源。可以在数据库中刷选好数据，通过数据库递归获取数据。

通过数据库递归查找

查询数据大部分时候还是需要查询数据库，通过数据库一步到位，也减少了代码的的书写。将递归的查询方式转移到数据库中，使用到了 Mysql 递归函数 with recursive，用法如下：

WITH RECURSIVE family_tree AS (

    -- 基础查询：从给定的一级 id 开始
    SELECT
        id,
        parent_id
    FROM parents
    WHERE id = 1  -- 替换为你要查询的一级 id
    
    UNION ALL
    -- 递归查询：查找子节点
    SELECT
        p.id,
        p.parent_id
    FROM
        parents p
    INNER JOIN family_tree ft ON p.parent_id = ft.id

)

select tu.* from family_tree ft
left join t_user tu on tu.dept_id = ft.id

分析with recursive用法：

WITH RECURSIVE family_tree AS 是一个固定用法，将 () 查询的数据结果返回给 family_tree。
函数体里面包含两部分，起始值和循环值
- 起始值:确认首节点的位置，上面例子以 id = 1作为起始值。
- 循环值:以 id = 1 找到 parent_id 为 1 的数据，假设这个 id 为 2，然后找到 parent_id 的数据，一直循环查找，直到查询结束。
- 上面的 family_tree 就类似通过父部门获取到所有的子部门，使用用户表关联，就能获取所有部门以及子部门的用户信息。

总结

多级数据结构在项目开发中是一种比较常见的数据结构，比如：

评论，评论回复评论，其他评论再回复评论。
企业部门，部门有子部门，或者公司有子公司。
商品分类有一级分类，二级分类。

多级数据结构需要解决两个问题，一个是查询所有数据，另外一个是查询部分数据，这两个都需要使用到递归的查询。

查询所有数据
- 比较少的数据，就可以查询所有的数据，从数据库查询到所以数据，按照添加时间的先后排序，再使用递归的方式将数据组装成一个树形结构。
- 如果是评论的数据，就需要存储评论的等级，先分页获取一级的评论，再通过一级评论获取下级评论。
查询部分数据
- 通过某个一级部门获取所有的子部门，有两种方式，第一种是获取所有的部门数据，再循环遍历数据，将符合的数据放到一个集合中。
- 第二种是使用 Mysql 递归，使用with recursive 先确定一个起始值，在不断的遍历下级部门。