递归 CTE：使用 SQL 简化复杂查询

一.介绍

使用关系数据库时，查询分层或递归数据结构可能具有挑战性。想象一下需要遍历组织结构图、文件目录或物料清单 (BOM)。传统的 SQL 查询很快就会变得繁琐且难以维护。这就是递归通用表表达式 (CTE) 发挥作用的地方，它提供了一种强大而优雅的解决方案来处理这种复杂的查询。

二.什么是递归 CTE？

递归通用表表达式 (CTE) 是一种引用自身的 CTE，允许生成分层或递归结果。递归 CTE 在 SQL Server 2005 中引入，并得到许多现代关系数据库系统（例如 PostgreSQL、MySQL 和 Oracle）的支持，它使您能够编写以递归方式处理数据的查询，这使得它们特别适用于遍历树、生成序列或处理分层数据等任务。

递归 CTE 的剖析

递归 CTE 由两个主要部分组成。

• 1. 锚点成员：这是 CTE 的非递归部分，提供初始行集。
• 2. 递归成员：此部分引用 CTE 本身，并重复执行以产生递归结果。

递归查询继续执行，直到不再返回任何其他行。

这是递归 CTE 的基本模板。

WITH RecursiveCTE AS ( -- 定义一个递归 CTE 名为 RecursiveCTE
    -- Anchor Member
    SELECT  -- 选择要查询的列
    FROM  -- 从指定的表中查询数据
    WHERE  -- 限制查询条件，定义递归的起始点
    UNION ALL -- 将 anchor member 和 recursive member 的结果合并
    -- Recursive Member
    SELECT  -- 选择要查询的列
    FROM  -- 从指定的表中查询数据
    INNER JOIN RecursiveCTE ON  -- 内连接 RecursiveCTE，用于递归查询
)
SELECT * FROM RecursiveCTE; -- 从 RecursiveCTE 中选择所有列，返回最终的结果集

三.示例：遍历员工层次结构
让我们考虑一个员工层次结构的示例，其中每个员工都向经理汇报。目标是检索所有员工及其各自的经理，形成一个树状结构。
假设我们有以下员工表：



员工编号
员工姓名
经理ID




1
爱丽丝
无效的


2
鲍勃
1


3
查理
1


4
大卫
2


5
前夕
2



下面我们来介绍如何使用递归 CTE 来遍历这个层次结构。
WITH EmployeeHierarchy AS ( -- 定义一个递归 CTE 名为 EmployeeHierarchy
    -- Anchor Member: 从没有上级的员工开始（顶级经理）
    SELECT
        EmployeeID, -- 选择员工 ID
        EmployeeName, -- 选择员工姓名
        ManagerID, -- 选择经理 ID
        1 AS Level -- 定义层级，顶级经理的层级为 1
    FROM
        Employees -- 从员工表中查询数据
    WHERE
        ManagerID IS NULL -- 选择没有上级的员工（即顶级经理）
    UNION ALL
    -- Recursive Member: 查找汇报给当前员工的员工
    SELECT
        e.EmployeeID, -- 选择员工 ID
        e.EmployeeName, -- 选择员工姓名
        e.ManagerID, -- 选择经理 ID
        eh.Level + 1 -- 层级加 1，表示当前员工在其经理之下的一层
    FROM
        Employees e -- 从员工表中查询数据
    INNER JOIN
        EmployeeHierarchy eh ON e.ManagerID = eh.EmployeeID -- 内连接 CTE，查找当前员工的下属
)
SELECT
    * -- 选择所有列
FROM
    EmployeeHierarchy; -- 从递归 CTE 中选择最终的结果集

此查询生成一个员工的层次列表，从高层管理人员开始，包括他们的直接和间接下属，以及层次结构。
使用递归 CTE 的好处

简单性：递归 CTE 简化了编写分层或递归数据查询的过程，减少了代码中对复杂循环或迭代逻辑的需要。
可读性：与传统 SQL 方法相比，使用递归 CTE 编写的查询更具可读性和可维护性。
性能：递归 CTE 由数据库引擎优化，通常可以为某些类型的递归查询提供更好的性能。
多功能性：它们可用于解决分层数据之外的各种问题，例如生成序列、在图形中查找路径或在递归数据结构上执行计算。

使用递归 CTE 时需要注意什么？
虽然递归 CTE 功能强大，但应谨慎使用。

无限循环：定义不明确的递归查询可能会导致无限循环，即递归永不终止。为防止这种情况，请确保您的递归成员包含适当的终止条件。
性能：对于非常深的递归或大型数据集，递归 CTE 可能会占用大量资源。在这种情况下，可能需要性能调整或采用替代方法。
数据库支持：并非所有数据库系统都以相同的方式支持递归 CTE。请务必检查特定数据库文档，以了解实施方面的任何限制或差异。

三.结论
递归 CTE 是 SQL 中的一种强大工具，可以大大简化查询复杂分层或递归数据结构的过程。通过将查询分解为可管理的部分（锚点和递归成员），递归 CTE 提供了一种清晰而优雅的方式来处理原本难以管理的任务。随着您对递归 CTE 越来越熟悉，您会发现它们对于解决各种 SQL 挑战都是必不可少的。
无论您遍历员工层次结构、管理目录结构还是使用递归数据集，递归 CTE 都能提供强大的解决方案，增强 SQL 代码的可读性和可维护性。