Duyệt cây đa cấp trên MS SQL Server

Tôi là lập trình viên thường làm việc trên hệ quản trị cơ sở dữ liệu MS SQL Server. Tình cờ tôi có dịp "đụng" vấn đề duyệt cây đa cấp khá hay nên muốn chia sẻ kinh nghiệm qua bài viết này. Chương trình ở đây viết bằng script Transact-SQL, đương nhiên các bạn cũng có thể chuyển sang bất kỳ ngôn ngữ lập trình nào tùy thích.

Qui tắc duyệt cây đề cập ở đây là theo chiều sâu, duyệt từ trái sang phải, thứ tự duyệt được thể hiện bằng các chữ số bên trong các node ở hình 1.

Bảng Tree lưu trữ thông tin của cây đa cấp có cấu trúc như sau:

Scrip tạo bảng Tree như sau:

Create Table Tree(

NodeID int Primary Key,

NodeName varchar(20) Not Null,

ParentID int Null,

WoodenLeg varchar(100) Null

);

Dữ liệu trong bảng Tree mô tả cây đa cấp ở hình 1 được thể hiện ở hình 2. Qui tắc tạo dữ liệu như sau:

* NodeID của node cha sẽ nhỏ hơn NodeID của node con. Đối với các node cùng cấp, NodeID của node trái sẽ nhỏ hơn NodeID của node phải.

Đọc đến đây, các bạn có thể thắc mắc nếu NodeID của một cây có sẵn có giá trị không thoả điều kiện trên thì chúng ta có sắp xếp được hay không. Câu trả lời là hoàn toàn có thể, vì khi đó chúng ta có thể tạo thêm một column mới với các giá trị thoả điều kiện. Vì muốn giữ tính đơn giản cho bài viết nên cho phép tôi không nêu ra cách tính cho trường hợp này. Nếu có bất kỳ thắc mắc gì, các bạn có thể liên hệ trực tiếp với tôi.

* Đối với node gốc (Root Node) thì ParentID = Null. Các node thứ cấp còn lại sẽ có ParentID bằng NodeID của node cha gần nhất.

Chúng ta dễ dàng nhận thấy, không thể sử dụng bất kỳ các cột NodeID hay NodeName hay ParentID để hiển thị danh sách các Node theo thứ tự duyệt trên. Trong bài viết này, tôi sẽ dùng cột WoodenLeg với các giá trị đặc biệt để làm việc đó. Giá trị cột WoodenLeg được tính như sau:

* Nếu là node gốc (Root Node) thì WoodenLeg = NodeID

* Các node thứ cấp còn lại thì WoodenLeg = WoodenLeg của node cha gần nhất + NodeID của node đó. (dấu "+" trong biểu thức trên là phép ghép/cộng chuỗi ký tự)

Với cách tính trên, ta tính được giá trị cột WoodenLeg cho từng node như sau:

Script để tính giá trị cột WoodenLeg:

* Trường hợp 1: Cập nhật ngay cột này khi vừa thêm 1 node vào cây

§ Khi thêm node gốc:

Insert Into Tree

Values (1, Root Node, Null, 1);

§ Khi thêm node thứ cấp:

Insert Into Tree

Values(2, Node 1, 1, Null); -- Node 1 là node con của Root Node

Update Tree

Set Tree.WoodenLeg = Cast(T.WoodenLeg As varchar(100)) + Cast(Tree.NodeID As varchar(100))

From Tree, Tree T

Where (Tree.ParentID = T.NodeID) And

(Tree.NodeID = 2); -- 2 là NodeID của Node 1 vừa

-- được thêm vào table Tree

* Trường hợp 2: Cập nhật giá trị cột này khi có nhu cầu hiển thị theo thứ tự duyệt cây

-- Xóa tất cả giá trị của cột WoodenLeg trong bảng

Update Tree

Set WoodenLeg = Null;

-- Gán giá trị column WoodenLeg cho node gốc

Update Tree

Set WoodenLeg = NodeID

Where ParentID Is Null;

-- Node có ParentID = Null là node gốc

/* Gán giá trị cột WoodenLeg cho các node thứ cấp

Ứng với mỗi lần lặp ta tính được giá trị cho các node ở cấp tương ứng

Ví dụ ở lần lặp đầu tiên, ta tính được giá trị cho các node cấp 1, bao

gồm: Node 1, Node 2, Node 3, Node 4.

*/

While (1=1) -- Điều kiện thoát được thể hiện bên trong vòng lặp

Begin

Update Tree

Set Tree.WoodenLeg =Cast(T.WoodenLeg As varchar(100))+ Cast(Tree.NodeID As varchar(100))

From Tree, Tree T

Where (Tree.ParentID = T.NodeID) And

(Tree.WoodenLeg Is Null);

If (@@RowCount = 0)

-- Đã tính xong giá trị WoodenLeg cho

-- tất cả các node trong bảng Tree

Break;

End

Sau khi tính toán xong giá trị cho cột WoodenLeg, chúng ta viết script để hiển thị danh sách theo thứ tự duyệt cây như được yêu cầu:

Select NodeName, WoodenLeg

From Tree

Order By WoodenLeg;

Và kết quả thu được như mô tả trong hình 4. Sở dĩ chúng ta có được kết quả này là do cột WoodenLeg có kiểu dữ liệu là varchar nên khi so sánh các giá trị để xác định trình tự hiển thị nó sẽ tiến hành so sánh theo kiểu chuỗi ký tự. Chuỗi "126" của Node A sẽ nhỏ hơn chuỗi "13" của node 2 nên Node A sẽ đứng trước Node 2 trong danh sách.