如何在 SQL 中进行广度优先搜索？答案

【问题标题】：How can I do a breadth-first search in SQL?如何在 SQL 中进行广度优先搜索？
【发布时间】：2011-04-01 18:41:14
【问题描述】：

给定一棵存储为关系的树：

++++++++++++++++++
| Parent | Child |
++++++++++++++++++
|   1    |   2   |
++++++++++++++++++
|   1    |   3   |
++++++++++++++++++
|   3    |   4   |
++++++++++++++++++
|   3    |   5   |
++++++++++++++++++
|   2    |   6   |
++++++++++++++++++
|   7    |   8   |
++++++++++++++++++
|   7    |   9   |
++++++++++++++++++

如何获取给定节点的所有后代？例如，对于 1，我想要 (1, 2, 3, 4, 5, 6)，对于 3，我想要 (3, 4, 5)，对于 7，我想要想要 (7, 8, 9)。

我是通过脚本（Python，但这没关系）执行此操作的，所以我可以做类似的事情：

children(p):
   nodes = SELECT child FROM relation WHERE parent=p
   for each node in nodes
        nodes += children(node)
   return nodes

nodes = children(root)

但是，如果有一些时髦的 SQL 可以让我在一个查询中做到这一点，那会很棒。

【问题讨论】：

这棵树可以有多深？递归 CTE（SQL 2005 及更高版本）是一个不错的选择，但它们的递归深度相当有限。
您可能也应该指定什么 RDBMS。
@Philip Kelley：“有限”是什么意思？ doc 声明默认值为 100，但您可以明确指定，例如 0，这意味着无限的递归深度。
@phillip：我想一般来说这棵树可以是任何深度。就我而言，我怀疑它会超过十几个层次。
@JNK：我使用的是 PostgreSQL，但如果有通用的，我更喜欢它。

标签： sql tree

【解决方案1】：

如果您有能力更改表定义，那么使用nested set 而不是直接的父链接会使这个问题更容易解决。 Joe Celko 的SQL for Smarties 对此进行了详细介绍。

【讨论】：

我现在不想弄乱我的架构，使用我在下面发布的查询我有足够的性能，但这太棒了。感谢您的参考！

【解决方案2】：

children(p):
   nodes = SELECT child FROM relation WHERE parent=p
   for each node in nodes
        sql = SELECT child FROM relation WHERE parent=node
.
.
.
        nodes += children(node)
   return nodes

nodes = children(root)

或

做两个功能，比如：

有孩子（p）

获取子数组(p)

【讨论】：

我可以自己把递归变成循环。 ;-)
@jnk：是的，我正在寻找一种 SQL 技术。

【解决方案3】：

我最终得到：

# Parents is a list of strings
def _children(parents):
    if len(parents) == 0:
        return []

    db = self.env.get_db_cnx()
    cursor = db.cursor()
    cursor.execute("SELECT t.id "
                   "FROM ticket AS t "
                   "LEFT OUTER JOIN ticket_custom AS p ON "
                   "    (t.id=p.ticket AND p.name='%s') "
                   "WHERE p.value IN (%s)" % 
                   (self.fields['parent'],
                    "'" + "','".join(parents) + "'"))
    children = ['%s'%row[0] for row in cursor] 
    return parents + _children(children)

虽然我认为函数的名称有点弱。我可以把它改成 _tree 什么的。

这适用于带有 PostgreSQL 8(?) 的 Trac 0.11。

【讨论】：

【解决方案4】：

您可以使用递归 WITH。我是使用 Oracle 12c 完成的。语法可能与另一个 DBMS 略有不同。我构建了表格并使用以下脚本填充了它的数据：

create table parent_child (
  parent integer,
  child integer,
  constraint parent_child_pk primary key (parent, child)
);

insert all
  into parent_child values (1, 2)
  into parent_child values (1, 3)
  into parent_child values (3, 4)
  into parent_child values (3, 5)
  into parent_child values (2, 6)
  into parent_child values (7, 8)
  into parent_child values (7, 9)
  select 1 from dual;

commit;

然后我使用递归 WITH ：

with descendants (node) as (
  select 1 from dual -- root
  union all
  select child from descendants inner join parent_child on parent = node
)
select node from descendants order by node;

select 1 from dual 是锚成员（递归的基本情况）。它将 1 放入 descendants 表中。您可以使用 3 或 7 ，就像在您的示例中一样。然后是 select child from descendants inner join parent_child on parent = node 递归成员的递归案例。这意味着我们获取后代中的新节点（即 1）并获取它们的所有子节点（即 2 和 3）并将它们添加到 descendants 表中。所以，现在我们在表中有 1、2 和 3。我们再次开始使用 2 和 3 作为新节点，并获取它们的子节点 4 和 5。接下来我们将得到可能是您想要的完整结果。

如果我们需要一个字符串，我们可以使用listagg，但是我们需要一种排序方式，或者至少需要一种识别根节点的方式。请注意，将表中的元组扁平化为一个大字符串并不是一个好主意。

with descendants (node, is_root) as (
  select 1, 'Y' from dual -- root
  union all
  select child, 'N' from descendants inner join parent_child on parent = node
)
select '(' || listagg(node, ', ') within group (order by case is_root when 'Y' then 0 else 1 end, node) || ')' list
from descendants;

给出(1, 2, 3, 4, 5, 6)。

【讨论】：

这太棒了。您的查询语法在 SQLite 中有效，看起来它也应该在 Postgres 和 MySQL 8+ 中有效。我只需要使用with recursive descendants。 Postgres 文档对这种模式有很好的解释：postgresql.org/docs/9.1/queries-with.html

【解决方案5】：

这里有一个详细的例子：Hierarchical Span of Control report in SQL, without Oracle CONNECT BY syntax?。要获得后代（或在我的示例中为间接报告），您首先需要将树展平为路径。

【讨论】：