老外的一種避免遞迴查詢所有子部門的樹資料表設計與實現！
最近我閱讀了一篇老外的文章，裡面介紹了一種通過巧妙的設計，實現了高效的部門樹查詢設計。避免遞迴等低效查詢。今天分享推薦給大家！
通常樹形結構的儲存，是在子節點上儲存父節點的編號來確定各節點的父子關係，例如這樣的組織結構：
與之對應的表資料(department)：
| id | name | parent_id | level |
|---|---|---|---|
| 1 | 董事長 | 0 | 1 |
| 2 | 總經理 | 1 | 2 |
| 3 | 產品部 | 2 | 3 |
| 4 | 研發部 | 3 | 4 |
| 5 | 設計部 | 3 | 4 |
| 6 | 行政總監 | 2 | 3 |
| 7 | 財核部 | 6 | 4 |
| 8 | 會計 | 7 | 5 |
| 9 | 出納 | 7 | 5 |
| 10 | 行政部 | 6 | 4 |
部門表結構（department）
id 部門編號
name 部門名稱
level 所在樹層級
parent_id 上級部門編號
問題來了
這樣的方式很不錯，可以很直觀的體現各個節點之間的關係，通常可以滿足大多數需求。但是當業務需求變得多了，資料量龐大了，這樣的方式就不再適合用於生產。
例如：PM 加了以下需求：
- 查出指定部門下所有子孫部門。
- 查詢子孫部門總數。
- 判斷節點是否葉子節點。
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查出所有子孫部門
使用指定部門編號，一層一層使用遞迴往下查，可能是多數人會想到的方法。儘管在 MySQL8.0 支援了 cte(公共表表達式)，遞迴效率比傳統遞迴方式有明顯提升，但是查詢效率仍會隨著部門樹層級深度的提高而變差。
另外一種方法，一次性查出所有資料，放入記憶體中處理（資料量少時，可以選用。資料量多，不怕捱打的人也可以選這種）~
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查詢子孫部門總數
遞迴查詢每一層的數量，最後相加。
判斷是否葉子節點
- 方法1：可以加欄位
isLeaf的方式，來表示這個節點是否是葉子節點。 - 方法2：直接通過查詢
parent_id=當前id的 count 是否大於 0，大於 0 表示不是葉子節點，等於 0 表示為葉子節點。
在日常中，可能會經常使用上述類似方法去解決類似的問題，但我覺得這樣的方法在效率上不是最優解。於是乎開始查詢更好的方案去解決這些問題。
要不試試這個方法？
直到後面查到國外一部落格中，見到了所謂的《改進後的先序樹遍歷》(https://www.sitepoint.com/hierarchical-data-database-2)文章（天哪，竟然是一篇 2003 年發表的文章）~
他具體是怎麼做的呢？
還是回到剛剛的組織架構。
我們從根節點開始，給董事長左值設為1，下級部門總經理左值設為2，以此類推地沿著邊緣開始遍歷，給每個節點加上左值，遇到葉子節點處給節點加上右值，再繼續向上沿著邊緣繼續遍歷，遍歷結束回到根節點右側，你將得到類似這樣的結構。
遍歷完後每一個節點都有與之對應的左右值。這個時候可以去除parent_id欄位，新增lft，rgt，來儲存左右值。
| id | name | lft | rgt | level |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 董事長 | 1 | 20 | 1 |
| 2 | 總經理 | 2 | 19 | 2 |
| 3 | 產品部 | 3 | 8 | 3 |
| 4 | 設計部 | 4 | 5 | 4 |
| 4 | 研發部 | 6 | 7 | 4 |
| 6 | 行政總監 | 9 | 18 | 3 |
| 7 | 財核部 | 10 | 15 | 4 |
| 8 | 出納 | 11 | 12 | 5 |
| 9 | 會計 | 13 | 14 | 5 |
| 10 | 行政部 | 16 | 17 | 4 |
資料和結構準備完畢，我們來試試操作解決上面的需求~
查出所有子孫部門
根據當前表結構的規律，可以發現，要想查出所有子孫部門，只要查左值在 被查尋部門的左\右數之間的節點，查出來都是他的子節點。例如：查詢行政總監的所有子部門，行政總監的左右數是9和18，因此只需要用9和18做lft欄位的between查詢，查詢出的結果就是【被查部門本身資料和所有子孫部門】；
SET @lft := 9;
SET @rgt := 18;
SELECT * FROM department WHERE lft BETWEEN @lft AND @rgt ORDER BY lft ASC;
/*例子中用BETWEEN將被查部門本身也查了出來。實際中可以用大於小於*/
完美~
查詢子孫部門總數
到這裡可能會說，需求 1 都解決了，查總數自然也就解決了，直接上select count就可以了，確實沒有錯，但是沒有那個必要，因為有個簡單公式可以直接計算
公式：總數 = (右值 - 左值 - 1) / 2
例如：
行政總監的子孫部門數 = (18 - 9 - 1) / 2 = 4
董事長的子孫部門數 = (20 - 1 - 1) / 2 = 9
會計的子部門數 = (14 - 13 - 1) / 2 = 0
可以數數看，確實沒錯哦～
判斷是否葉子節點
通過有了上述計算公式算總數的經驗後，現在判斷是否葉子節點，有的小夥伴已經知道了怎麼做，那就是：
右值 - 1 == 左值那他就是葉子節點，或者左值 + 1 == 右值那他就是葉子節點，反之則不是葉子節點。
例如：
設計部，5 - 1 == 4，因此他是葉子節點。
董事長，20 - 1 != 1，因此他不是葉子節點。
至此已經完美的解決了上述需求問題，接下來再嘗試一下業務的基本操作。
其他基本操作
新增部門
當新增一個部門時，需要對新增節點位置的後續邊緣進行加2操作，因為每一個節點有左右兩個數值。這個操作通常需要放到事務中進行處理。
新增或刪除節點時右節點判斷條件應該是 lft >= 當前節點的 lft。
例如：在研發部門下新增一個新部門：
對應 sql：
SET @lft := 7;/*新部門的左值*/
SET @rgt := 8;/*新部門的左值*/
SET @level := 5;/*新部門的層級*/
begin;
/*將插入的後續邊緣的節點左右數+2*/
UPDATE department SET lft=lft+2 WHERE lft > @lft;
UPDATE department SET rgt=rgt+2 WHERE rgt >= @lft;
/*插入資料*/
INSERT INTO department(name,lft,rgt,level) VALUES('新部門',@lft,@rgt,level);
/*新增影響行數為0時，必須回滾*/
commit;
/*rollback;*/
刪除部門
刪除部門與新增部門類似，不同的是需要對刪除節點的後續邊緣節點減2操作。例如：刪除剛剛新增的新部門：
對應 sql：
SET @lft := 7;/*要刪除的節點左值*/
SET @rgt := 8;/*要刪除的節點右值*/
begin;
UPDATE department SET lft=lft-2 WHERE lft > @lft;
UPDATE department SET rgt=rgt-2 WHERE rgt > @lft;
/*刪除節點*/
DELETE FROM department WHERE lft=@lft AND rgt=@rgt;
/*刪除影響行數為0時，必須回滾*/
commit;
/*rollback*/
查詢直接子部門
查詢某部門的直接子部門（即不包含孫子部門），例如：查詢總經理下的直接子部門。正常需要返回產品部和行政總監。
對應的 sql：
SET @level := 2;/*總經理的level*/
SET @lft := 2;/*總經理的左值*/
SET @rgt := 19;/*總經理的右值*/
SELECT * FROM department WHERE lft > @lft AND rgt < @rgt AND level = @level+1;
查詢祖鏈路徑
查詢某部門的祖鏈路徑。例如：查詢產品部的祖鏈路徑，正常需要返回董事長,總經理
SET @lft := 3;/*產品部左值*/
SET @rgt := 8;/*產品部右值*/
SELECT * FROM department WHERE lft < @lft AND rgt > @rgt ORDER BY lft ASC;
完結
目前就這些，歡迎指正、交流、評論。。。我感覺這個部門設計很經典，非常值得收藏，以便用時只需！