【实战案例】树形字典结构数据的后端解决方案

server/2024/10/23 3:08:26/

在管理系统中，经常会有树形结构的数据需求，例如如图所示的课程一级分类和二级分类
在这里插入图片描述
对应这样的情况在数据库层面就需要对字段进行设计，表字段信息和示例数据说明如下图所示
在这里插入图片描述
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通过上述说明可以看出这张表的数据是树形结构，通过根节点为0的ID可以检索到表中所有数据(前提是一棵完整的树)，所以在实际项目中，后端需要一个接口，用于给前端提供该课程分类表的数据，且是树形结构的形态返回给前端。
下面进入实际代码：
课程分类的PO类(PO类是与数据库直接一一对应的)

java">package com.gavin.content.model.po;import java.io.Serializable;
import lombok.Data;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;/*** 课程分类* @author gavin*/
@Data
@TableName("course_category")
public class CourseCategory implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;/*** 主键*/private String id;/*** 分类名称*/private String name;/*** 分类标签默认和名称一样*/private String label;/*** 父结点id（第一级的父节点是0，自关联字段id）*/private String parentid;/*** 是否显示*/private Integer isShow;/*** 排序字段*/private Integer orderby;/*** 是否叶子*/private Integer isLeaf;
}

定义DTO类继承PO表示分类信息的模型(DTO通常用于数据转化)

java">package com.gavin.content.model.dto;import com.gavin.content.model.po.CourseCategory;
import lombok.Data;import java.io.Serializable;
import java.util.List;
/*** @author Gavin* @description 课程分类信息模型类* @date 2024/10/14**/
@Data
public class CourseCategoryTreeDto extends CourseCategory implements Serializable {List<CourseCategoryTreeDto> childrenTreeNodes;
}

数据字典控制器

java">package com.gavin.content.api;import com.gavin.content.model.dto.CourseCategoryTreeDto;
import com.gavin.content.service.CourseCategoryService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.util.List;/*** 课程分类 前端控制器* @author gavin*/
@Slf4j
@RestController
public class CourseCategoryController {@Autowiredprivate CourseCategoryService  courseCategoryService;@GetMapping("/course-category/tree-nodes")public List<CourseCategoryTreeDto> queryTreeNodes() {return courseCategoryService.queryTreeNodes("1");}
}

接下来的接口实现的逻辑是核心。因为这里表的层级结构是固定的，总共就两级，所以可以直接用拼接的方式定义SQL语句，如下

selectone.id            one_id,one.name          one_name,one.parentid      one_parentid,one.orderby       one_orderby,one.label         one_label,two.id            two_id,two.name          two_name,two.parentid      two_parentid,two.orderby       two_orderby,two.label         two_labelfrom course_category oneinner join course_category two on one.id = two.parentidwhere one.parentid = 1and one.is_show = 1and two.is_show = 1order by one.orderby,two.orderby

上述过程使用INNER内连接将同一个表course_category连接两次，条件是子分类的parentid与父分类的id匹配。所以这条SQL查询的作用就是，从course_category表中查找所有parentid为1的父分类，并显示其下属的子分类(同时满足is_show为1)，返回的结果按照父分类和子分类的排序顺序排列。

但是上述过程还是有局限性的，因为层级固定，通常情况下可以采用递归遍历的方式来实现查询，使用WITH　RECURSIVE语法进行实现，示例如下：

WITH RECURSIVE t1 AS
(SELECT 1 AS n              -- 初始查询：设定递归查询的起始值为 1UNION ALLSELECT n + 1 FROM t1       -- 递归部分：每次递归查询在前一次的基础上加 1WHERE n < 5                -- 递归条件：当 n >= 5 时终止递归
)
SELECT * FROM t1;            -- 查询递归生成的结果集

上述过程就展现了生成１到５的数字序列。

根据上述的逻辑对应到上述的课程分类表中，SQL语句如下：

WITH RECURSIVE t1 AS 
(SELECT * FROM course_category p WHERE id = '1'UNION ALLSELECT t.* FROM course_category t INNER JOIN t1 ON t1.id = t.parentid
)
SELECT * FROM t1 ORDER BY t1.id, t1.orderby;

上述过程是从上往下递归，即根节点为“１”，如果要实现从下往上递归则修改初始节点及条件即可，如下：

WITH RECURSIVE t1 AS (SELECT * FROM course_category p WHERE id = '1-1-1'UNION ALLSELECT t.* FROM course_category t INNER JOIN t1 ON t1.parentid = t.id
)
SELECT * FROM t1 ORDER BY t1.id, t1.orderby;

mysql为了避免无限递归默认递归次数为1000，可以通过设置cte_max_recursion_depth参数增加递归深度，还可以通过max_execution_time限制执行时间，超过此时间也会终止递归操作。
mysql递归相当于在存储过程中执行若干次sql语句，java程序仅与数据库建立一次链接执行递归操作，所以只要控制好递归深度，控制好数据量性能就没有问题。

思考：如果java程序在递归操作中连接数据库去查询数据组装数据，这个性能高吗？
参考回答：不会太高，因为多次数据库连接会有开销，查询次数多且事务处理复杂会导致响应时间过长。所以除了上述递归查询，还可以使用批量查询或缓存进内存的方法提高性能(因为字典数据通常情况下变化不大)

回到主线，定义mapper接口及查询语句

java">package com.gavin.content.mapper;import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;
import com.gavin.content.model.dto.CourseCategoryTreeDto;
import com.gavin.content.model.po.CourseCategory;import java.util.List;/*** 课程分类 Mapper 接口* @author gavin*/
public interface CourseCategoryMapper extends BaseMapper<CourseCategory> {public List<CourseCategoryTreeDto> selectTreeNodes(String id);
}

java"><?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.gavin.content.mapper.CourseCategoryMapper"><!-- 通用查询映射结果 --><resultMap id="BaseResultMap" type="com.gavin.content.model.po.CourseCategory"><id column="id" property="id" /><result column="name" property="name" /><result column="label" property="label" /><result column="parentid" property="parentid" /><result column="is_show" property="isShow" /><result column="orderby" property="orderby" /><result column="is_leaf" property="isLeaf" /></resultMap><!-- 通用查询结果列 --><sql id="Base_Column_List">id, name, label, parentid, is_show, orderby, is_leaf</sql><select id="selectTreeNodes" resultType="com.gavin.content.model.dto.CourseCategoryTreeDto" parameterType="string">with recursive t1 as (select * from  course_category p where  id= #{id}union allselect t.* from course_category t inner join t1 on t1.id = t.parentid)select *  from t1 order by t1.id, t1.orderby</select>
</mapper>

定义service接口及实现类

java">package com.gavin.content.service;import com.gavin.content.model.dto.CourseCategoryTreeDto;import java.util.List;public interface CourseCategoryService {/*** 课程分类树形结构查询*/public List<CourseCategoryTreeDto> queryTreeNodes(String id);
}

java">package com.gavin.content.service.impl;import com.gavin.content.mapper.CourseCategoryMapper;
import com.gavin.content.model.dto.CourseCategoryTreeDto;
import com.gavin.content.service.CourseCategoryService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;@Slf4j
@Service
public class CourseCategoryServiceImpl implements CourseCategoryService {@AutowiredCourseCategoryMapper courseCategoryMapper;public List<CourseCategoryTreeDto> queryTreeNodes(String id) {List<CourseCategoryTreeDto> courseCategoryTreeDtos = courseCategoryMapper.selectTreeNodes(id);//通过Java Stream API，将courseCategoryTreeDtos转换为一个Map<String, CourseCategoryTreeDto>//过滤掉根节点，即id.equals(item.getId())为true的元素不参与转换//collect(Collectors.toMap(...)) 用于将列表转换为Map//key -> key.getId()：节点的ID作为Map的键//value -> value：节点对象作为Map的值//(key1, key2) -> key2：处理键冲突的情况，如果有重复键，则保留最新的值。Map<String, CourseCategoryTreeDto> mapTemp = courseCategoryTreeDtos.stream().filter(item -> !id.equals(item.getId())).collect(Collectors.toMap(key -> key.getId(), value -> value, (key1, key2) -> key2));//最终返回的listList<CourseCategoryTreeDto> categoryTreeDtos = new ArrayList<>();//依次遍历每个元素,filter(item -> !id.equals(item.getId()))过滤掉根节点//对每个节点进行处理://   添加到顶级节点列表：如果当前节点的parentid等于根节点id，则将其添加到categoryTreeDtos列表//   构建子节点：//     从mapTemp中找到当前节点的父节点对象（courseCategoryTreeDto） //     如果找到的父节点不为空，且它的childrenTreeNodes属性为空，则初始化它为一个空的List//     将当前节点作为子节点添加到父节点的childrenTreeNodes列表中courseCategoryTreeDtos.stream().filter(item -> !id.equals(item.getId())).forEach(item -> {if (item.getParentid().equals(id)) {categoryTreeDtos.add(item);}CourseCategoryTreeDto courseCategoryTreeDto = mapTemp.get(item.getParentid());if (courseCategoryTreeDto != null) {if (courseCategoryTreeDto.getChildrenTreeNodes() == null) {courseCategoryTreeDto.setChildrenTreeNodes(new ArrayList<CourseCategoryTreeDto>());}courseCategoryTreeDto.getChildrenTreeNodes().add(item);}});return categoryTreeDtos;}
}

定义单元测试类对service接口进行测试

java">package com.gavin.content;import com.gavin.content.model.dto.CourseCategoryTreeDto;
import com.gavin.content.service.CourseCategoryService;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;import java.util.List;@SpringBootTest
class CourseCategoryServiceTests {@AutowiredCourseCategoryService courseCategoryService;@Testvoid testqueryTreeNodes() {List<CourseCategoryTreeDto> categoryTreeDtos = courseCategoryService.queryTreeNodes("1");System.out.println(categoryTreeDtos);}
}

测试后返回的数据结构示例如下所示：

javascript">[{"id": "1-1","name": "前端开发","label": "前端开发","parentid": "1","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 0,"childrenTreeNodes": [{"id": "1-1-1","name": "HTML/CSS","label": "HTML/CSS","parentid": "1-1","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null},{"id": "1-1-2","name": "JavaScript","label": "JavaScript","parentid": "1-1","isShow": 1,"orderby": 2,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null},{"id": "1-1-3","name": "Vue","label": "Vue","parentid": "1-1","isShow": 1,"orderby": 9,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null}]},{"id": "1-2","name": "移动开发","label": "移动开发","parentid": "1","isShow": 1,"orderby": 2,"isLeaf": 0,"childrenTreeNodes": [{"id": "1-2-1","name": "微信开发","label": "微信开发","parentid": "1-2","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null},{"id": "1-2-2","name": "iOS","label": "iOS","parentid": "1-2","isShow": 1,"orderby": 2,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null}]},{"id": "1-3","name": "编程开发","label": "编程开发","parentid": "1","isShow": 1,"orderby": 3,"isLeaf": 0,"childrenTreeNodes": [{"id": "1-3-1","name": "C/C++","label": "C/C++","parentid": "1-3","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null},{"id": "1-3-2","name": "Java","label": "Java","parentid": "1-3","isShow": 1,"orderby": 2,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null}]},{"id": "1-4","name": "数据库","label": "数据库","parentid": "1","isShow": 1,"orderby": 4,"isLeaf": 0,"childrenTreeNodes": [{"id": "1-4-1","name": "Oracle","label": "Oracle","parentid": "1-4","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null},{"id": "1-4-2","name": "MySQL","label": "MySQL","parentid": "1-4","isShow": 1,"orderby": 2,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null}]},{"id": "1-5","name": "人工智能","label": "人工智能","parentid": "1","isShow": 1,"orderby": 5,"isLeaf": 0,"childrenTreeNodes": [{"id": "1-5-1","name": "机器学习","label": "机器学习","parentid": "1-5","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null},{"id": "1-5-2","name": "深度学习","label": "深度学习","parentid": "1-5","isShow": 1,"orderby": 2,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null}]},{"id": "1-6","name": "云计算/大数据","label": "云计算/大数据","parentid": "1","isShow": 1,"orderby": 6,"isLeaf": 0,"childrenTreeNodes": [{"id": "1-6-1","name": "Spark","label": "Spark","parentid": "1-6","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null},{"id": "1-6-2","name": "Hadoop","label": "Hadoop","parentid": "1-6","isShow": 1,"orderby": 2,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null}]},{"id": "1-7","name": "UI设计","label": "UI设计","parentid": "1","isShow": 1,"orderby": 7,"isLeaf": 0,"childrenTreeNodes": [{"id": "1-7-1","name": "Photoshop","label": "Photoshop","parentid": "1-7","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null}]},{"id": "1-8","name": "游戏开发","label": "游戏开发","parentid": "1","isShow": 1,"orderby": 8,"isLeaf": 0,"childrenTreeNodes": [{"id": "1-8-1","name": "Cocos","label": "Cocos","parentid": "1-8","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null},{"id": "1-8-2","name": "Unity3D","label": "Unity3D","parentid": "1-8","isShow": 1,"orderby": 2,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null}]},{"id": "1-9","name": "智能硬件/物联网","label": "智能硬件/物联网","parentid": "1","isShow": 1,"orderby": 9,"isLeaf": 0,"childrenTreeNodes": [{"id": "1-9-1","name": "无线通信","label": "无线通信","parentid": "1-9","isShow": 1,"orderby": 1,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null},{"id": "1-9-10","name": "物联网技术","label": "物联网技术","parentid": "1-9","isShow": 1,"orderby": 10,"isLeaf": 1,"childrenTreeNodes": null}]}
]

至此，树形结构的字段数据的后端解决方案完成，对于类似结构或业务可推而广之。


http://www.ppmy.cn/server/134056.html

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