背景
在樹形遞歸查詢這篇文章，我記錄了使用CTE語法查詢樹形結構的辦法。在一個樹形結構中，每一個節點最多有一個上級，可以有任意個數的下級。
在實際場景中，我們還會遇到對圖(graph）的查詢，圖和樹的最大區別是，圖的節點可以有任意個數的上級和下級。如下圖所示
因為圖可能存在loop結構（上圖紅色箭頭），所以在使用CTE遞歸的過程中，必須要破環（break loop），否則算法就會進入無限遞歸，永不結束。
存儲和查詢圖結構，目前當紅數據庫是neo4j，但是當數據量只有十幾萬條的時候，PostgreSQL完全可以勝任。
構造樣本數據
-- 每一條有向關系邊都存在上游，下游兩個節點
drop table if exists demo.t_rel;
create table if not exists demo.t_rel(up int , down int);
-- 唯一約束，避免插入相同的關系
alter table demo.t_rel add constraint udx_t_rel unique (up, down);
insert into demo.t_rel values(6,5),(3,7),(5,1),(1,2),(5,2),(5,7),(7,2),(2,4),(7,4);
-- 構造一條環數據，7-2-4-7
delete from demo.t_rel where up=4 and down=7;
insert into demo.t_rel values(4,7);
遞歸查詢
指定節點的下級
常見的一個場景是，給定一個節點，查詢這個節點的所有下級節點和路徑。使用破環的算法關鍵如下
- 使用數組保存當前的路徑信息。
- 計算下一個節點之前，判斷該節點是否已經存在于路徑上。如果是，就說明該點是環的起點，必須排除這個節點來達到破環的效果。
- 起始節點和最大深度，都是可選的。如果忽略這兩個條件，就會返回完整的圖信息。
with recursive
downstream as
(
select 1 as lvl, r.up, r.down,
-- 保存當前路徑
array[]::int[] || r.up || r.down as trace
from demo.t_rel r
where r.up = 7 -- 指定起點
union all
select ds.lvl +1, r.up, r.down, ds.trace || r.down
from demo.t_rel r , downstream ds
where r.up = ds.down
-- 破環
and not r.down = any(ds.trace)
and ds.lvl 20 -- 最大深度
)
select * from downstream ds;
上面以節點7為開始，返回下級的所有節點和路徑信息，如下。
-- 可以看到并沒有包括7-2-4-7這條環。
lvl | up | down | trace
-----+----+------+---------
1 | 7 | 2 | {7,2}
1 | 7 | 4 | {7,4}
2 | 2 | 4 | {7,2,4}
(3 rows)
指定節點的所有關聯
在社交網絡的場景中，我們根據一個特定的節點，查詢所有的關系網。在本文的樣本數據中，我們的需求就變成，同時查詢指定節點的所有上級和下級。
為了方便后面的測試，我們封裝一個函數
drop function if exists f_get_rel;
/*
取得某個節點的相關聯節點，和路徑信息。
@start_node 起始節點。
@direct_flag 查詢方向，-1：查找上級；1：查找下級； 0：查找上下級；
@max_depth 遞歸深度，即查找最多幾級關系。
*/
create or replace function f_get_rel(start_node int, direct_flag int=1, max_depth int=20)
returns table (direct int, cur_depth int, up_node int, down_node int, trace int[])
as $$
begin
return query
with recursive
downstream as
(
select 1 as lvl, r.up, r.down, array[]::int[] || r.up || r.down as trace
from demo.t_rel r
where r.up = start_node
and direct_flag in (0, 1)
union all
select ds.lvl +1, r.up, r.down, ds.trace || r.down
from demo.t_rel r , downstream ds
where r.up = ds.down
and not r.down = any(ds.trace)
and ds.lvl max_depth
),
upstream as
(
select 1 as lvl, r.up, r.down, array[]::int[] || r.up || r.down as trace
from demo.t_rel r
where r.down = start_node
and direct_flag in (0, -1)
union all
select us.lvl +1, r.up, r.down, r.up || us.trace
from demo.t_rel r , upstream us
where r.down = us.up
and not r.up = any(us.trace)
and us.lvl max_depth
)
select -1, us.* from upstream us
union all
select 1, ds.* from downstream ds
order by 1 desc, lvl, up, down
;
end;
$$ language plpgsql strict;
測試一下，查詢節點7的所有3度關聯節點信息，如下
dap=# select * from demo.f_get_rel(7,0,3);
direct | cur_depth | up_node | down_node | trace
--------+-----------+---------+-----------+-----------
1 | 1 | 7 | 2 | {7,2}
1 | 1 | 7 | 4 | {7,4}
1 | 2 | 2 | 4 | {7,2,4}
-1 | 1 | 3 | 7 | {3,7}
-1 | 1 | 4 | 7 | {4,7}
-1 | 1 | 5 | 7 | {5,7}
-1 | 2 | 2 | 4 | {2,4,7}
-1 | 2 | 6 | 5 | {6,5,7}
-1 | 3 | 1 | 2 | {1,2,4,7}
-1 | 3 | 5 | 2 | {5,2,4,7}
(10 rows)
圖形顯示結果
ECharts模板
在沒有集成圖形界面之前，使用ECharts的示例代碼（地址），可以直觀的查看關系圖譜。對官方樣表進行微調之后，代碼如下
注意 代碼中的 data 和 links 部分需要進行替換
option = {
title: {
text: '數據圖譜'
},
tooltip: {},
animationDurationUpdate: 1500,
animationEasingUpdate: 'quinticInOut',
series : [
{
type: 'graph',
layout: 'force',
force: {
repulsion: 1000
},
focusNodeAdjacency: true,
symbolSize: 30,
roam: true,
label: {
normal: {
show: true
}
},
edgeSymbol: ['circle', 'arrow'],
edgeSymbolSize: [4, 10],
edgeLabel: {
normal: {
textStyle: {
fontSize: 20
}
}
},
data: [
{ name:"2", draggable: true, symbolSize:20},
],
links: [
{ source:"2", target:"4"},
],
}
]
};
造顯示用數據
構造 data 部分
-- 根據節點的關聯點數量，設置圖形大小
with rel as (select * from f_get_rel(7,0,2)),
up_nodes as (select up_node, count(distinct down_node) as out_cnt from rel group by up_node),
down_nodes as (select down_node, count(distinct up_node) as in_cnt from rel group by down_node),
node_cnt as ( select up_node as node, out_cnt as cnt from up_nodes union all select * from down_nodes )
select '{ name:"' || n.node || '", draggable: true, symbolSize:' || sum(n.cnt) * 10 || '},' as node
from node_cnt n
group by n.node
order by 1;
構造 links 部分
select distinct r.up_node, r.down_node, '{ source:"'|| r.up_node ||'", target:"'|| r.down_node ||'"},' as links
from f_get_rel(7,0,3) r
order by r.up_node ;
圖形顯示
把構造的data和links替換到ECharts代碼里面
查詢節點7的所有2度關聯節點信息，結果顯示如下
查詢節點7的所有關聯節點信息（不限層級數），結果顯示如下
總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，謝謝大家對腳本之家的支持。
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