PHP和MySQL处理树状、分级、无限分类、分层数据的方法
文章标题中的多个词语表达的其实是一个意思，就是递归分类数据，分级数据非常类似数据结构中的树状结构，即每个节点有自己的孩子节点，孩子结点本身也是父亲节点。这是一个递归、分层形式。可以称之为树形层级数据。
层级数据结构是编程语言中非常普通的一种数据结构，它代表一系列的数据每一项都有一个父亲节点（除了根节点）和其他多个孩子结点。WEB开发人员使用层级数据结构用于非常多的场景，包括内容管理系统CMS、论坛主题、邮件列表，还有电子商务网站的产品分类等。
本文章主要介绍了使用PHP和MYSQL来管理分级数据的方法，在其中将给出两种最流行的分级数据模型：
- 邻接表模型
- 嵌套集合模型
邻接表模型用于分层数据
邻接表模型是一种分级数据模型，其中每个节点有一个指向其父亲的指针（根节点该指针为空值），使用下面的SQL语句将建立该结构并插入测试数据：
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--
表的结构
`
category
`
--
CREATE
TABLE
IF
NOT
EXISTS
`
category
`
(
`
category_id
`
int
(
10
)
NOT
NULL
AUTO_INCREMENT
,
`
category_name
`
varchar
(
50
)
NOT
NULL
,
`
parent_id
`
int
(
10
)
DEFAULT
NULL
,
PRIMARY
KEY
(
`
category_id
`
)
)
ENGINE
=
InnoDB
DEFAULT
CHARSET
=
utf8
AUTO_INCREMENT
=
15
;
--
--
转存表中的数据
`
category
`
--
INSERT
INTO
`
category
`
(
`
category_id
`
,
`
category_name
`
,
`
parent_id
`
)
VALUES
(
1
,
'A'
,
NULL
)
,
(
2
,
'B'
,
1
)
,
(
3
,
'C'
,
1
)
,
(
4
,
'D'
,
1
)
,
(
5
,
'E'
,
2
)
,
(
6
,
'F'
,
2
)
,
(
7
,
'I'
,
4
)
,
(
8
,
'G'
,
5
)
,
(
9
,
'H'
,
5
)
,
(
10
,
'J'
,
7
)
,
(
11
,
'K'
,
10
)
,
(
12
,
'L'
,
10
)
;
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<?php
function
get_path
(
$category_id
)
{
$con
=
mysql_connect
(
"localhost"
,
"root"
,
"123456"
)
;
if
(
!
$con
)
{
die
(
'数据库连接失败: '
.
mysql_error
(
)
)
;
}
mysql_select_db
(
'test'
,
$con
)
;
// 查找当前节点的父节点的ID，这里使用表自身与自身连接实现
$sql
=
"
SELECT c1.parent_id, c2.category_name AS parent_name
FROM category AS c1
LEFT JOIN category AS c2
ON c1.parent_id=c2.category_id
WHERE c1.category_id='$category_id' "
;
//echo $sql."<br>";//测试把SQL打印出来，拿到数据库执行一下看看结果
$result
=
mysql_query
(
$sql
)
;
$row
=
mysql_fetch_array
(
$result
)
;
//现在$row数组存了父亲节点的ID和名称信息
// 将树状路径保存在数组里面
$path
=
array
(
)
;
//如果父亲节点不为空（根节点），就把父节点加到路径里面
if
(
$row
[
'parent_id'
]
!=
NULL
)
{
//将父节点信息存入一个数组元素
$parent
[
0
]
[
'category_id'
]
=
$row
[
'parent_id'
]
;
$parent
[
0
]
[
'category_name'
]
=
$row
[
'parent_name'
]
;
//递归的将父节点加到路径中
$path
=
array_merge
(
get_path
(
$row
[
'parent_id'
]
)
,
$parent
)
;
}
return
$path
;
}
//根据上面的图可以看出，K的ID是11，我们就用它来测试路径
$path
=
get_path
(
11
)
;
echo
"<h2>路径数组：</h2>"
;
echo
"<pre>"
;
print_r
(
$path
)
;
echo
"</pre>"
;
//将路径到根节点的路径打印出来
//打印结果：J>I>D>A>
echo
"<h2>向根节点打印路径：</h2>"
;
for
(
$i
=
count
(
$path
)
-
1
;
$i
>=
0
;
$i
--
)
{
echo
$path
[
$i
]
[
'category_name'
]
.
'>'
;
}
?>
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<?php
function
display_children
(
$category_id
,
$level
)
{
$con
=
mysql_connect
(
"localhost"
,
"root"
,
"123456"
)
;
if
(
!
$con
)
{
die
(
'数据库连接失败: '
.
mysql_error
(
)
)
;
}
mysql_select_db
(
'test'
,
$con
)
;
// 获得当前节点的所有孩子节点（直接孩子，没有孙子）
$result
=
mysql_query
(
"SELECT * FROM category WHERE parent_id='$category_id'"
)
;
// 遍历孩子节点，打印节点
while
(
$row
=
mysql_fetch_array
(
$result
)
)
{
// 根据层级，按照缩进格式打印节点的名字
// 这里只是打印，你可以将以下代码改成其他，比如把节点信息存储起来
echo
str_repeat
(
'--'
,
$level
)
.
$row
[
'category_name'
]
.
"<br/>"
;
// 递归的打印所有的孩子节点
display_children
(
$row
[
'category_id'
]
,
$level
+
1
)
;
}
}
//根节点是A:1我们就用它来打印所有的节点
display_children
(
1
,
0
)
;
?>
|
然而，邻接表模型（每个节点存储父亲节点信息）有它的劣势，首先使用数据库的查询语句很难直接实现它，需要借助PHP代码实现。SQL语句需要你知道节点位于哪一个层级。并且每个树层是使用SQL的自我表连接实现的，这意味着树的每一层处理都会降低数据库的性能。
删除节点的过程也会导致一些问题，如果只删除了某个节点它却有孩子，结果是它的孩子成了孤儿（就是没有父亲了），真正的体现就是，这些孩子节点从树中相当于“消失了”。
嵌套集合模型用于树形分层结构数据
嵌套集合模型，也叫做先根遍历树算法，也是一种处理树形层级数据的方法。代替节点间的父子关系，层级使用嵌套的容器的集合来表示，其中每个节点具有两个值，一个left，一个right。
决定left和right的值的过程是从左到右进行的，首先给left赋值，让后向下遍历节点的孩子们，最后才能得到节点的right的值。SQL语句如下所示：
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CREATE
TABLE
category
(
category_id
INT
(
10
)
AUTO_INCREMENT
PRIMARY
KEY
,
category_name
VARCHAR
(
50
)
NOT
NULL
,
lft
INT
(
10
)
NOT
NULL
,
rgt
INT
(
10
)
NOT
NULL
)
;
|
现在可以用一句SQL查询得到整个树的节点：
SELECT * FROM category WHERE lft BETWEEN 1 AND 14 ORDER BY lft ASC
在本SQL中的两个数字值1和14就是根节点的left和right值。类似的如果想得到某个节点的所有孩子节点，只需要将该SQL语句的1和14替换成本节点的left和right值就可以了。例如，如果想得到所有男人的衣服，可以用下面的SQL语句：
SELECT * FROM category WHERE lft BETWEEN 2 AND 7 ORDER BY lft ASC
想找到一条到某个节点的路径，用一条SQL语句就可以搞定：
SELECT * FROM category WHERE lft < 9 AND rgt > 10 ORDER BY lft ASC
请仔细观察一下一些叶子节点到根节点的路径。就会发现所有的祖先都有更小的左值和更大的右值。本例子中一条到裙子分类的路径被取出。观察一下裙子的所有left值都小于9，right值都大于10，其他的非祖先节点都不满足该要求。
尽管嵌套集合模型更加复杂并且有些难以理解，它有非常多的优势。它不需要依赖其他资源（比如PHP代码），也不需要递归。同时，数据库查询语句非常的简单，大多数用一条SQL语句就可以搞定。这些特性都能够显著的增加应用程序的性能，使得它能够用可接受的速度来处理复杂的层级结构。
然而万事皆无完美，更新该层级结构（增加或删除节点）却更加的复杂，并且可能会非常慢。
增加一个节点到层级结构的方法：
将一个节点插入到层级数据中，需要整个树很多节点的left和right值的更新。例如，如果你想将一个男士运动鞋的分类插入到男性衣服的短裤后面。那么所有你必须将大于6的所有left和right值都增加2。为什么呢？因为短裤的right值是6，那你就必须将你的新分类的left和right值设定为7和8，当然，以下两条SQL就可以解决：
UPDATE category SET rgt=rgt+2 WHERE rgt>6
UPDATE category SET lft=lft+2 WHERE lft>6
INSERT INTO category (category_name,lft,rgt) VALUES (
'Sneakers'
,
'7'
,
'8'
)
UPDATE category SET lft=lft-2 WHERE lft>5
UPDATE category SET rgt=rgt-2 WHERE rgt>6
DELETE FROM category WHERE lft=
'5'
AND rgt=
'6'
UPDATE category SET lft=lft-1, rgt=rgt-1 WHERE lft>2 AND rgt<7
UPDATE category SET lft=lft-2 WHERE lft>7
UPDATE category SET rgt=rgt-2 WHERE rgt>7
DELETE FROM category WHERE lft=
'2'
AND rgt=
'7'
哪种模型对于处理树形分层数据更好？
哪种情况更好呢，看情况。如果需要一个更加灵活的模型，更容易更新，就用邻接表模型吧。如果分类构成了一棵复杂的数，并且更新不需要很频繁，用嵌套集合模型肯定是上上之选。
本文内容翻译自：访问，其中原文中的代码有些问题，本人添加了测试数据并改正了代码。