使用MSSQL构建理想的树结构-猿码集

1. 构建树结构的需求

在许多场景中，我们需要将数据以树形结构的形式进行呈现和管理，例如组织架构图、目录结构、分类树等等。在数据库中，我们可以使用树结构来表示这种层级关系，MSSQL也提供了多种方式来构建树结构。

2. 基本概念

2.1. 层级关系

层级关系是指一个节点可以拥有多个子节点，但却只能有一个父节点的关系。比如，一个部门可以有多个员工，但是一个员工只能属于一个部门。

2.2. 节点

节点是指树结构中的一个元素，它可以是根节点、中间节点或叶子节点。根节点是整个树结构的起点，叶子节点是没有子节点的节点，中间节点则既有父节点也有子节点。

2.3. 路径

路径是指从根节点到目标节点的一条连线，该连线上的所有节点都是目标节点的祖先节点。比如，从一个员工节点到整个组织结构的根节点，可以通过多次向上寻找父节点来得到一条完整的路径。

2.4. 深度

深度是指一个节点在树结构中的层数，根节点的深度为0，它的子节点的深度为1，依次类推。比如，一个员工节点的深度为2，具体计算方法为从根节点到该节点的路径长度。

3. 构建树结构的方法

在MSSQL中，有多种方法可以构建树形结构，包括普通表、自连接表、嵌套集模型、闭包表模型等。以下我们将分别进行介绍。

3.1. 普通表

在普通表中，我们使用一个字段来表示节点的父节点ID，从而建立节点之间的层级关系。例如：


CREATE TABLE [dbo].[Category](
    [CategoryId] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
    [CategoryName] [nvarchar](50) NOT NULL,
    [ParentId] [int] NOT NULL,
 CONSTRAINT [PK_Category] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
    [CategoryId] ASC
))

在这个例子中，通过CategoryId关联叶子节点和父节点。缺点是要从表中查询叶子节点，需要循环查询父节点来提取整棵树形结构。

3.2. 自连接表

自连接表是通过在同一表内引用自己的方式，来表达节点之间的层级关系。这种方式使我们可以通过Join表格较为方便地获取到节点之间的关系树。例如：


CREATE TABLE [dbo].[Employee](
    [Id] [int] NOT NULL,
    [Name] [varchar](50) NOT NULL,
    [LeaderId] [int] NULL,
 CONSTRAINT [PK_Employee] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
    [Id] ASC
))
ALTER TABLE [dbo].[Employee]  WITH CHECK ADD  CONSTRAINT [FK_Employee_Employee] FOREIGN KEY([LeaderId])
REFERENCES [dbo].[Employee] ([Id])

上述代码表示一个员工表，LeaderId为自身引用外键，连接关系树架构。

3.3. 嵌套集模型

嵌套集模型是使用左右两个指针记录一个节点的子节点的树形结构。嵌套集模型的优点在于整棵树结构遍历方便，查询性能更好。例如：


CREATE TABLE [dbo].[Hierarchy](
    [Id] [int] NOT NULL,
    [Name] [nvarchar](50) NOT NULL,
    [Lft] [int] NOT NULL,
    [Rgt] [int] NOT NULL
 CONSTRAINT [PK_Hierarchy] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
    [Id] ASC
))

上述代码中的Lft和Rgt均为嵌套指针，表示一个节点的Lft小与其右节点的Rgt，这相当于在表中像一个树结构保存节点信息。没有父节点的根节点的【Lft, Rgt】为【1, N】，其中N为叶节点的数量乘2再加1。

3.4. 闭包表模型

闭包表模型是通过“节点之间的举例关系”集合来保存节点之间的关系树图。例如：


CREATE TABLE [dbo].[Nodes](
    [Id] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
    [NodeName] [varchar](50) NOT NULL,
 CONSTRAINT [PK_Nodes] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
    [Id] ASC
))
CREATE TABLE [dbo].[Path](
    [Ancestor] [int] NOT NULL,
    [Descendant] [int] NOT NULL
)
 
ALTER TABLE [dbo].[Path]  WITH CHECK ADD  CONSTRAINT [FK_Path_Nodes_Descendant] FOREIGN KEY([Descendant])
REFERENCES [dbo].[Nodes] ([Id])
 
ALTER TABLE [dbo].[Path]  WITH CHECK ADD  CONSTRAINT [FK_Path_Nodes_Ancestor] FOREIGN KEY([Ancestor])
REFERENCES [dbo].[Nodes] ([Id])

关系表中的每一行表示两个节点之间有一个父子关系。根据闭包表模型的原理，如果有A是B的父节点、B是C的父节点，则A也是C的祖先节点。在这种情况下，我们同时需要在关系表中记录A和C之间有一个祖先子孙关系。这样，我们就可以通过多重连结查询节点之间的关系。

4. 总结

在MSSQL中，我们可以使用多种方式构建树形关系。普通表、自连接表、嵌套集模型和闭包表模型都可以用来表达节点之间的层级关系，每种方式都有其各自的优缺点。我们需要根据不同的实际需求，选择合适的方式建立树形结构。

使用MSSQL构建理想的树结构