PostgreSQL - 树组织

Posted 2023-03-31

【中文标题】PostgreSQL - 树组织

【英文标题】：PostgreSQL - tree organization

【发布时间】：2009-02-25 10:24:10

【问题描述】：

我正在做一个项目，该项目需要一个类别树，按 id、父级、标题表组织。在 Postgres 中检索类别及其子类别（以及完整的树，如果根类别的 parent=0）的最佳方法是什么？我正在寻找一个纯粹的数据库解决方案，但如果有 Ruby 和 php 的方法 - 它也会很棒。

主要目标是选择子句的速度，因为此表中的数据对于更新/插入/删除速度并不重要。

UPD：还会有路径搜索，我的意思是从当前顶点（类别）到根类别的路径。

【参考方案1】：

检索类别及其子类别

如果您只有有限深度的子项，您可以使用自联接来执行此操作，例如。两层深：

SELECT *
FROM categories AS child
LEFT JOIN categories AS parent ON parent.id=child.parent
LEFT JOIN categories AS grandparent ON grandparent.id=parent.parent
WHERE child.id=(id) OR parent.id=(id) OR grandparent.id=(id);

对于任意深度的层次结构，您不能使用标准 SQL 在“父 ID 外键”类型架构上执行此操作。

一些 DBMS 提供了非标准的分层工具，允许以各种方式进行此类操作，但如果您想坚持使用跨 DBMS 兼容的代码，则需要将架构重新调整为更好的表示层次结构的模型之一.两个流行的是：

Nested Set。将表示树的深度优先搜索的线性排序存储在目标表的两列中（如果您的目标具有显式排序，您将已经拥有其中一列）。

Adjacency Relation。将每个祖先/后代对存储在单独的连接表中。

每种方法都有优点和缺点，并且有许多变体（例如，稀疏嵌套集编号、AR 中的“距离”）会影响各种类型的添加/删除/移动位置操作的成本。我个人倾向于默认使用简化的嵌套集合模型，因为它包含的冗余比 AR 少。

【讨论】：

您可以在“parent-id-foreign-key”类型架构上使用标准 SQL 为任意深度的层次结构执行此操作：您可以使用递归公用表表达式.不可否认，PostgreSQL 仅从 8.4 开始支持这一点，该版本在该线程数月后发布，但我认为这可能是一个有用的附录。 FWIW、Firebird、MS SQL Server 和 DB2 也支持递归 CTE，尽管 MSSQL 的版本有限。 Oracle 有自己奇怪的语法。

【参考方案2】：

看看"ltree" contrib 模块。

【参考方案3】：

我一直在玩 ltree，这是一个 PostgreSQL contrib 模块，看看它是否适合线程化 cmets。您在表中创建一个列来存储路径并在其上创建一个 ltree 索引。然后您可以执行如下查询：

 ltreetest=# select path from test where path ~ '*.Astronomy.*';
                     path                      
-----------------------------------------------
 Top.Science.Astronomy
 Top.Science.Astronomy.Astrophysics
 Top.Science.Astronomy.Cosmology
 Top.Collections.Pictures.Astronomy
 Top.Collections.Pictures.Astronomy.Stars
 Top.Collections.Pictures.Astronomy.Galaxies
 Top.Collections.Pictures.Astronomy.Astronauts

我还没有充分使用它来确定它在插入、更新或删除等方面的表现如何。我假设删除看起来像：

DELETE FROM test WHERE path ~ '*.Astronomy.*';

我在想，一个线程化的评论表可能看起来像：

CREATE SEQUENCE comment_id_seq
  INCREMENT 1
  MINVALUE 1
  MAXVALUE 9223372036854775807
  START 78616
  CACHE 1;

CREATE TABLE comments (
comment_id int PRIMARY KEY,
path ltree,
comment text
);

CREATE INDEX comments_path_idx ON comments USING gist (path);

插入会粗略（未经测试）看起来像：

CREATE FUNCTION busted_add_comment(text the_comment, int parent_comment_id) RETURNS void AS
$BODY$
DECLARE
    INT _new_comment_id; -- our new comment_id
    TEXT _parent_path;   -- the parent path
BEGIN
    _new_comment_id := nextval('comment_id_seq'::regclass);
    SELECT path INTO _parent_path FROM comments WHERE comment_id = parent_comment_id;

    -- this is probably busted SQL, but you get the idea... this comment's path looks like
    --   the.parent.path.US
    --
    -- eg (if parent_comment_id was 5 and our new comment_id is 43):
    --  3.5.43
    INSERT INTO comments (comment_id, comment, path) VALUES (_new_comment_id, the_comment, CONCAT(_parent_path, '.', _new_comment_id));

END;
$BODY$
LANGUAGE 'plpgsql' VOLATILE;

什么的。基本上，路径只是由所有主键组成的层次结构。

【参考方案4】：

我喜欢这种情况下的嵌套集合模型。更新和插入可能有点棘手，但选择通常非常简洁和快速。如果添加对节点父节点的实际引用，性能会更好（在某些情况下会消除连接。它还包括子节点的自然排序。

Trees in SQL

当前节点和所有子节点的典型查询如下所示：

select name
from nestedSet c inner join nestedSet p ON c.lft BETWEEN p.lft AND p.rgt
where p.id = 1
order by lft

一些放置得当的group by 子句还可以为您提供一些关于您的树的快速统计信息。

【参考方案5】：

Rails 有一个acts_as_tree 插件，过去对我来说效果很好。不过，我有一棵相当小的树 - 大约 15,000 个节点。

【参考方案6】：

补充一点，文章Managing Hierarchical Data in mysql 对邻接表模型和嵌套集模型有很好的解释，包括用于树操作的示例 SQL 等。

RDBMS 中的层次结构是一个困难的话题。我的愿望清单上有Joe Celko’s Trees and Hierarchies in SQL for Smarties，希望有一天可以购买和阅读。