如何设计树形结构
作者简介：大家好，我是smart哥，前中兴通讯、美团架构师，现某互联网公司CTO
联系qq：184480602，加我进群，大家一起学习，一起进步，一起对抗互联网寒冬
前置知识：前后端数据传输格式(下)
新手程序员，尤其是非科班的朋友，往往都非常重视具体技术点的学习，比如多线程、JWT、Redis、甚至Spring源码，但却经常性地忽略数据库表的设计。
为什么会造成这种情况呢？
第一，大部分新手程序员参与到一个项目时，表都已经建好了，他们的工作就是在现有工程下做做CRUD。
第二，不管培训班还是网络上的学习资料，很少会专门去讲怎么设计数据库、为什么要这么设计。
所以，绝大部分非科班程序员都不具备数据库设计能力。这会带来哪些坏处呢？我个人最大的体会是，去甲方开会时，对于甲方提出的各种需求，你基本是懵逼的，完全无法和实际编程联系在一起：
啊？这个需求怎么设计表结构啊，听起来好难啊...
我自己的看法是，数据库设计是整个项目最关键、最难的地方，数据库设计的好坏直接影响编码的质量和效率。
怎么提升自己的数据库设计能力呢？我有两个建议：
- 多观察公司现有项目的某些需求设计，研究它的表结构和编码，然后抽取出几种常见的设计思路
- 自己平时多想、多做、多借鉴，自己给自己出需求，然后考虑如何设计、SQL和代码怎么写，卡住了就百度，借鉴别人的设计思路
我始终觉得数据库设计其实是存在若干种模式的，而每一种模式只要稍微变通一下，又可以用来完成很多看似完全不同的需求。限于篇幅，这里优先介绍树形结构。
树形结构是一种非常经典的表设计模型，看似平凡却又包罗万象，在实际开发中有着非常广泛的应用。
最典型的树形结构就是商品分类：
|-家用电器
????????|-电视
????????|-空调
????????|-洗衣机
????????????????|-滚筒洗衣机
????????????????|-洗烘一体机
????????????????|-...
????????|-手机/运营商/数码
????????|-手机通讯
????????|-运营商
????????|-手机配件
????????????????|-手机壳
????????????????|-贴膜
????????????????|-...
还有省-市-区级联：
|-浙江省
????????|-杭州市
????????|-宁波市
????????|-温州市
????????|-...
|-安徽省
????????|-合肥市
????????|-黄山市
????????|-芜湖市
????????|-...
其他的还包括目录、部门、甚至RBAC权限控制等，随处可见树形结构的设计。
严格来说，真正的树应该只有一个root节点，而上面提到的都有多个root节点，但我还是习惯称为“树形结构”。
设计阶段
如何定义JavaBean
我以前接触过一个前端插件，叫zTree。这个插件的作用是把接口返回的数据以树形结构的形式展示出来：
zTree插件需要后端返回特定的数据格式才能做出上面的效果，官方文档给的demo如下：
<!--1.准备一个Div，设置id-->
<div class="panel-body">
<ul id="permissionTree" class="ztree"></ul>
</div>
// 2.需要的数据
var zNodes =[
{
name:"父节点1 - 展开",
open:true,
children: [
{
name:"父节点11 - 折叠",
children: [
{ name:"叶子节点111"},
{ name:"叶子节点112"},
{ name:"叶子节点113"},
{ name:"叶子节点114"}
]
},
{
name:"父节点12 - 折叠",
children: [
{ name:"叶子节点121"},
{ name:"叶子节点122"},
{ name:"叶子节点123"},
{ name:"叶子节点124"}
]
},
{
name:"父节点13 - 没有子节点",
isParent:true
}
]
},
{
name:"父节点2 - 折叠",
children: [
{...},
{...}
]
},
{
name:"父节点3 - 没有子节点",
isParent:true
}
];
// 3.把数据在指定div渲染成一棵树
$.fn.zTree.init($("#permissionTree"), setting, zNodes);有些字段省略，不用在意，关注外部结构即可
现在的问题是，后端如何返回上面这样的数据结构？
我们由外到内，分两步分析zNodes需要的数据格式！
先观察zNodes最外层：
var zNodes =[
{
name:"父节点1",
open:true,
children: [...]
},
{
name:"父节点2",
children: [...]
},
{
name:"父节点3 - 没有子节点",
isParent:true
}
];我们发现zNode其实是一个JS对象数组，现有三个对象：父节点1，父节点2，父节点3。
等等，这里有个重点！
一起放慢节奏思考一下：
现在我们已经明确zNodes是一个JS对象数组，那么Java中什么类型的数据返回到前端会变成一个数组呢？
答案是：常用List！
来做个试验：
@RestController
public class TestController {
@RequestMapping("/testList")
public List getList() {
ArrayList<User> userList = new ArrayList<>();
userList.add(new User("李健", 18));
userList.add(new User("周杰伦", 20));
userList.add(new User("李雪健", 30));
return userList;
}
@RequestMapping("/testMap")
public Map getMap() {
HashMap<String, User> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("1号男嘉宾", new User("卡卡罗特", 21));
hashMap.put("2号男嘉宾", new User("贝吉塔", 22));
hashMap.put("3号男嘉宾", new User("雅木茶", 23));
return hashMap;
}
@RequestMapping("/testSet")
public Set getSet() {
HashSet<User> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add(new User("刘备", 33));
hashSet.add(new User("关羽", 32));
hashSet.add(new User("张飞", 31));
return hashSet;
}
}Postman测试（以List为例）：
全部测完，对比结果：
后端返回的其实都是JSON，但是本文的视角是前端，所以把JSON和JS对象一同看待
上面只例举了Map、List、Set，其实数组的返回结果和List、Set一样。但通常不用数组，因为数组可用的方法太少，不利于后端通过数组对数据进行操作。
我们发现，Map到了前端对应一个JS对象，而Set和List都是对应一个JS数组。实际开发中，前端如果需要一个数组，我们通常返回List即可，Set的情况较少（除非要去重）。
至此，关于如何设计JavaBean，我们确定了一个大方向：最外层用List返回。
接下来，我们往zNodes的内层走走，分析一下后端的List应该存什么对象，也就是如何设计JavaBean。
var zNodes =[
{
name:"父节点1 - 展开11111",
open:true,
children: [
{
name:"父节点11 - 折叠",
children: [...]
},
{
name:"父节点12 - 折叠",
children: [...]
},
{
name:"父节点13 - 没有子节点",
isParent:true
}
]
},
{
name:"父节点2 - 折叠",
children: [...]
},
{
name:"父节点3 - 没有子节点",
isParent:true
}
];我们发现父节点1的children其实也是一个对象数组，而且内部JS对象的结构和最外面三个父节点JS对象一致。很多新手看到这样的数据，老觉得这里是递归，无穷无尽，后端干脆没法设计...
那么，前端是否是无限递归呢？
我们退回来，慢慢推导。
假设后端List中存的对象叫JsBean，那么JsBean最终传到前端就变成了zNodes对象数组中的JS对象。
List [JsBean, JsBean, JsBean...] ===> zNodes[{...}, {...}, {...}]
这个应该能理解吧？后端List对应前端zNodes的[]，JsBean对应zNodes数组内部的JS对象。
后端：JsBean
public class JsBean{
private String name;
private Boolean open;
private Boolean isParent;
// 前端JS对象的children数组(对应List)里存的还是JS对象（对应JsBean），所以是List<JsBean>
private List<JsBean> children;
}前端：JS对象（请和上面JsBean对照，看看这样设计是否合理）
{
name:"父节点1 - 展开11111",
open:true,
children: [
{
name:"父节点11 - 折叠",
children: [...]
},
{
name:"父节点12 - 折叠",
children: [...]
},
{
name:"父节点13 - 没有子节点",
isParent:true
}
]
}先不考虑递归啥的，就暂时当数据只有三级好了~
那么，后端这样设计Bean表示到底对不对呢？做个试验吧：
@RestController
public class TestController {
@RequestMapping("testList")
public List getList() {
// 定义一个List，用来存储最终结果
ArrayList<JsBean> superMen = new ArrayList<>();
//------------------------七龙珠（从下往上看会好理解些，开枝散叶）------------------------
// 孙悟饭的儿子们：悟饭儿子1、悟饭儿子2
List<JsBean> grandChildren1 = new ArrayList<>();
grandChildren1.add(new JsBean("悟饭儿子1", false, false, null));
grandChildren1.add(new JsBean("悟饭儿子2", false, false, null));
// 孙悟天的儿子们：悟天儿子1、悟天儿子2
List<JsBean> grandChildren2 = new ArrayList<>();
grandChildren2.add(new JsBean("悟天儿子1", false, false, null));
grandChildren2.add(new JsBean("悟天儿子2", false, false, null));
// 孙悟空的儿子：悟饭、悟天
List<JsBean> children = new ArrayList<>();
children.add(new JsBean("悟饭", false, true, grandChildren1));
children.add(new JsBean("悟天", false, true, grandChildren2));
// 孙悟空本人
JsBean wukong = new JsBean("悟空", true, true, children);
//------------------------火影忍者（从下往上看会好理解些，开枝散叶）------------------------
// 鸣人的徒弟们：博人1、博人2
List<JsBean> grandChildren3 = new ArrayList<>();
grandChildren3.add(new JsBean("博人1", false, false, null));
grandChildren3.add(new JsBean("博人2", false, false, null));
// 佐助的徒弟们：佐良娜1、佐良娜2
List<JsBean> grandChildren4 = new ArrayList<>();
grandChildren4.add(new JsBean("佐良娜1", false, false, null));
grandChildren4.add(new JsBean("佐良娜2", false, false, null));
// 卡卡西的徒弟们：鸣人、佐助
List<JsBean> children2 = new ArrayList<>();
children2.add(new JsBean("鸣人", false, true, grandChildren3));
children2.add(new JsBean("佐助", false, true, grandChildren4));
// 卡卡西本人
JsBean kakaxi = new JsBean("卡卡西", true, true, children2);
//------------------------处理结果------------------------
// 只把孙悟空和卡卡西加入List
superMen.add(wukong);
superMen.add(kakaxi);
return superMen;
}
}
Postman得到结果：
[
{
"name": "悟空",
"open": true,
"isParent": true,
"children": [
{
"name": "悟饭",
"open": false,
"isParent": true,
"children": [
{
"name": "悟饭儿子1",
"open": false,
"isParent": false,
"children": null
},
{
"name": "悟饭儿子2",
"open": false,
"isParent": false,
"children": null
}
]
},
{
"name": "悟天",
"open": false,
"isParent": true,
"children": [
{
"name": "悟天儿子1",
"open": false,
"isParent": false,
"children": null
},
{
"name": "悟天儿子2",
"open": false,
"isParent": false,
"children": null
}
]
}
]
},
{
"name": "卡卡西",
"open": true,
"isParent": true,
"children": [
{
"name": "鸣人",
"open": false,
"isParent": true,
"children": [
{
"name": "博人1",
"open": false,
"isParent": false,
"children": null
},
{
"name": "博人2",
"open": false,
"isParent": false,
"children": null
}
]
},
{
"name": "佐助",
"open": false,
"isParent": true,
"children": [
{
"name": "佐良娜1",
"open": false,
"isParent": false,
"children": null
},
{
"name": "佐良娜2",
"open": false,
"isParent": false,
"children": null
}
]
}
]
}
]后端返回一个List，所以前端整体看是一个JS数组。数组最外层是两个JS对象：
展开：
是不是和 zNodes一模一样？
也就是说，后端这样设计JavaBean完全没问题。前端JS对象数组并不是所谓的无限递归，它的层级取决于数据库表中数据设计了多少层。所以在树形结构中，不要去担心前端会不会出现无限递归，而要问后端要设置多少级数据！从后往前设计，由后端来控制整个树形结构的深度。
就好比刚才的程序中，我让悟天孩子不再有孩子，于是返回前端后，悟天儿子1就没有children了：
也就是说，前端是跟着后端走的，不要尝试从前端逆推，那样你会觉得似乎是无限递归，无从下手。
至此，JavaBean设计完毕，后端只要返回Superman的List集合就能刚好满足zNodes的数据格式：
public class Superman{
private String name;
private Boolean open;
private Boolean isParent;
// 前端JS对象的children数组(对应List)里存的还是JS对象（对应Superman），所以是List<Superman>
private List<Superman> children;
}如何设计表
接下来我们考虑下数据库表如何设计（刚才只是验证了Bean的设计，数据是我们在代码里造的）。
对于树形结构，我们最直观的想法自然是为每一级都创建一个对应的表。又由于父可以有多个子，具备一对多的关系。遇到一对多，我首先最直观的想法是使用外键(pid)关联。
分析龙珠里的人物关系，我发现数据最深层级是3级。
如果每一级都创建一张表，共需设计三张表。比如一级的我都存入t_first，二级的我都存入t_second...然后用外键关联每张表。
t_first
| id | name | open | isParent |
| 1 | 孙悟空 | 0 | 1 |
| 2 | 贝吉塔 | 0 | 1 |
t_second（pid指向t_first，表明他们的父亲）
| id | name | open | isParent | pid |
| 1 | 孙悟饭 | 0 | 1 | 1 |
| 2 | 孙悟天 | 0 | 0 | 1 |
| 3 | 特兰克斯 | 0 | 0 | 2 |
t_third（pid指向t_second，表明她的父亲）
| id | name | open | isParent | pid |
| 1 | 小芳 | 0 | 0 | 1 |
先不说表字段是否合理，这个表本身就不合理...万一小芳再生小孩呢（层级加深）？我需要再建一张表。另外，遇到某些业务场景下数据层级很深的情况，那我要建多少张表？
我们能不能把这些表合并，用一张表表示复杂的父子层级关系？
很容易发现，这三张表字段都是基本相同，合并起来还是比较容易的。我们采用并集。
合并的第一步，是让三张表具有相同的字段（其实就是给t_first补充pid字段）：
t_first
| id | name | open | isParent | pid |
| 1 | 孙悟空 | 0 | 1 | ? |
| 2 | 贝吉塔 | 0 | 1 | ? |
t_second（pid指向t_first，表明他们的父亲）
| id | name | open | isParent | pid |
| 1 | 孙悟饭 | 0 | 1 | 1 |
| 2 | 孙悟天 | 0 | 0 | 1 |
| 3 | 特兰克斯 | 0 | 0 | 2 |
t_third（pid指向t_second，表明她的父亲）
| id | name | open | isParent | pid |
| 1 | 小芳 | 0 | 0 | 1 |
万事开头难，我们发现t_first加了pid字段后，竟不知该填什么数据（用?占位）...问题出在哪？因为在我们目前这个设定中，孙悟空和贝吉塔是第1级，他们没有父亲。那就干脆写个0好了。以后看到pid=0的，就知道这是第1级。
嗯？等等。如果用pid表示父亲的id，pid=0代表第1级，那么第2级的pid指向第1级的id，不就形成了一对多的关系了吗？
所以，合并第二步就是把三张表压缩成一张：
| id | name | isParent | open | pid |
| 1 | 孙悟空 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 贝吉塔 | 1 | 0 | 0 |
| 3 | 孙悟饭 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 孙悟天 | 0 | 0 | 1 |
| 5 | 特兰克斯 | 0 | 0 | 2 |
| 6 | 小芳 | 0 | 0 | 3 |
这样一来，原先三张表通过外键关联，现在变成了一张表自关联：pid关联id。
接着，我们尝试一下能否根据这张表查出具有层级关系的数据
- 先找第1级：pid=0，得到孙悟空(id=1)、贝吉塔(id=2)
- 再找第2级：
-
- pid=1的都是孙悟空的孩子
-
-
- 孙悟饭(id=3)
- 孙悟天(id=4)
-
-
- pid=2的都是贝吉塔的孩子
-
-
- 特兰克斯(id=5)
-
- 最后找第3级：
-
- pid=3的都是孙悟饭的孩子
-
-
- 小芳(id=6)
-
-
- pid=4的都是孙悟天的孩子（无）
- pid=5的都是特兰克斯的孩子（无）
- 尝试查找第4级：
-
- pid=6的都是小芳的孩子（无）
嗯，完美，都查出来了，但我们发现查找过程中根本没用到name，isParent，open。
对于一颗树，其实只需要id和pid，相当于树干脉络，其他的都是点缀。
name：前端展示时，显示当前节点的名称
isParent：当前节点下面有没有孩子
open：前端根据它确定是否要展开显示
为了给上面的字段分类，我新创了两个名词：
- 结构字段：pid、id
- 业务字段：name、isParent、open
pid和id属于结构字段，它俩是维持树形结构的必须字段，是根基，而其他3个字段属于业务字段，用于展示数据，或作为前端的判断标识，可以根据业务需求进行增添。
其中isParent蛮有意思的，这里单独说一下。比如我在数据库中随便指着一个节点，你能否马上告诉我他下面有没有孩子？(之所以有这个需求，是因为前端有可能需要把有孩子的节点渲染成文件夹样式）
答案是不能。不要想pid，它只是告诉你当前节点的parent是谁，而不是当前节点有没有子节点。如果没有isParent字段，你必须去数据库查有没有以这个节点的id为pid的数据，这显然很麻烦。所以，我们可以在插入或更新时去维护这个字段（一般这种分类很少会改动，查询居多）。
那么，最终我们得到一个可以表示树形层级结构的表：
t_superman
| id | name | isParent | open | pid |
| 1 | 孙悟空 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 贝吉塔 | 1 | 0 | 0 |
| 3 | 孙悟饭 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 孙悟天 | 0 | 0 | 1 |
| 5 | 特兰克斯 | 0 | 0 | 2 |
| 6 | 小芳 | 0 | 0 | 3 |
一句话总结：
对于多层级的表来说最重要的id和pid，它们决定了数据的层级脉络，其他的属于附属内容。比如该节点是不是父节点（isParent），如果是，前端渲染时是否展开（open）。这些对于数据结构本身是无关紧要的。
但是反过来，从业务内容来讲，pid是其次的，name等附属内容才是最重要的，它们才是数据主体。
读取表中数据
至此我们完成了JavaBean和表的设计，接下来我们学习一下如何查询数据并返回树形结构的数据。一般我们参与开发时，主要做的就是这一步。从这个角度来看，上面的设计固然重要，但学会如何编码才是当务之急。
这里介绍三种方法：
- 递归读取
- for循环读取
- map集合读取
本节介绍的三种方法都是全量嵌套查询，而一般情况下根据pid分步查询更为妥当，既简单又不容易出错。希望大家学了这篇文章后，不要无脑使用全量嵌套。为了炫技而炫技，可能会被打。
环境准备
SQL文件
/*
Navicat Premium Data Transfer
Source Server : learnforfun
Source Server Type : MySQL
Source Server Version : 50719
Source Host : localhost:3306
Source Schema : test
Target Server Type : MySQL
Target Server Version : 50719
File Encoding : 65001
Date: 31/12/2019 10:56:18
*/
SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;
-- ----------------------------
-- Table structure for t_superman
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `t_superman`;
CREATE TABLE `t_superman` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL,
`open` tinyint(2) DEFAULT NULL,
`pid` int(11) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin;
-- ----------------------------
-- Records of t_superman
-- ----------------------------
BEGIN;
INSERT INTO `t_superman` VALUES (1, '孙悟空', 0, 0);
INSERT INTO `t_superman` VALUES (2, '贝吉塔', 0, 0);
INSERT INTO `t_superman` VALUES (3, '孙悟饭', 0, 1);
INSERT INTO `t_superman` VALUES (4, '孙悟天', 0, 1);
INSERT INTO `t_superman` VALUES (5, '特兰克斯', 0, 2);
INSERT INTO `t_superman` VALUES (6, '小芳', 0, 3);
COMMIT;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;Pom依赖
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>tk.mybatis</groupId>
<artifactId>mapper-spring-boot-starter</artifactId>
<version>2.1.5</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>
</dependencies>启动类
@SpringBootApplication
@MapperScan("com.bravo.tree.mapper")
public class SpringbootDemoApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringbootDemoApplication.class, args);
}
}
Pojo
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@Table(name = "t_superman")
public class Superman {
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
private Integer id;
private String name;
private String isParent;
private Boolean open;
private Integer pid;
// 前端JS对象的children数组(对应List)里存的还是JS对象（对应Superman），所以是List<Superman>
@Transient
private List<Superman> children = new ArrayList<>();
}Controller
@RestController
public class SupermanController {
@Autowired
private SupermanService supermanService;
@RequestMapping("/getAllSuperman")
public List getAllSuperman() {
// supermanService才是重点，接下来演示三种全量嵌套查询的方法
List<Superman> list = supermanService.getAllSuperman();
return list;
}
}递归读取
我个人不是很擅长递归，不知道其他人是否一样。下面3个方法其实可以合并，但是为了降低理解难度，我还是拆开：
@Service
public class SupermanService {
@Autowired
private SupermanMapper supermanMapper;
/**
* 查询所有赛亚人
* @return
*/
public List<Superman> getAllSuperman() {
// 查出所有的根节点：孙悟空、贝吉塔
List<Superman> rootSupermanList = getRootSuperman();
// 分别查出孙悟空和贝吉塔的孩子，并设置
for (Superman superman : rootSupermanList) {
List<Superman> children = queryChildrenByParent(superman);
superman.setChildren(children);
}
// 返回
return rootSupermanList;
}
/**
* 查出根节点（pid=0）
* @return
*/
private List<Superman> getRootSuperman() {
Superman superman = new Superman();
superman.setPid(0);
return supermanMapper.select(superman);
}
/**
* 递归查询孩子
* @param parent
* @return
*/
private List<Superman> queryChildrenByParent(Superman parent) {
// 准备查询条件query
Superman query = new Superman();
query.setPid(parent.getId());
// 查出孩子
List<Superman> children = supermanMapper.select(query);
// 查出每个孩子的孩子，并设置
for (Superman child : children) {
List<Superman> grandChildren = queryChildrenByParent(child);// 递归
child.setChildren(grandChildren);
}
return children;
}
}
特别注意递归的结束条件，否则容易出现死递归，造成内存溢出。在当前案例中，叶子节点是没有child的，所以不会再调用查询方法，也就走出递归了。
优点：直观（并没有觉得...递归对我而言很难）
缺点：在我们程序中，每次递归调用都会查询一次数据库，效率非常低
之前提到过，假设查询数据库总耗时10s，那么光是连接数据库就要花3s，也就是说，频繁调用数据库必然会降低性能。
上面递归方式不是重点，所以这里就不继续深入，只给出优化的方向：
- 造一个根节点，简化递归（根节点不止一个，所以上面代码只能配合for，每个根节点来一遍递归，很冗余）
- 先查出全部数据，再递归，而不是每递归一层就查询一次数据库，效率很低
for循环读取
吸取上面递归查询的教训，我们做两点改良：
- 先全量查询数据，再考虑如何组装树形结构
- 用for循环代替递归
/**
* 查询所有赛亚人
* @return
*/
public List<Superman> getAllSuperman() {
// 用来存储最终的结果
List<Superman> list = new ArrayList<>();
// 先查出全部数据
List<Superman> data = supermanMapper.selectAll();
// 双层for循环完成数据组装
for (Superman left : data) {
for (Superman right : data) {
// 如果右边是左边的孩子，就设置进去
if(left.getId() == right.getPid()){
left.getChildren().add(right);
}
}
// 只把第1级加到list
if(left.getPid() == 0){
list.add(left);
}
}
return list;
}示意图
你可能会觉得，不对啊，左边孙悟空全部喊一遍后，设置了孙悟饭、孙悟天。但是此时悟饭没有设置小芳啊！
别忘了，孙悟空设置的其实是孙悟饭的引用。等左边悟饭全部喊一遍，把小芳加进来时，悟空里的悟饭不就有小芳了吗？
关于这点，需要的话可以停下来想想是不是这么回事。
优点：只查询一次数据库，而且很直观（个人觉得比递归直观)
缺点：双层for效率仍然很低，如果list长度为n，那么要循环n2次。也就是说，如果现在这个List表示的是全国的高校（学校-院系-专业），截止至2019年6月15日，教育部公布的全国高等学校共计有2956所，那么需要循环29562次，差不多是30002=900w次...
map集合读取
其实看到上面使用双层for，相信一部分同学已经能想到《实用小算法》了~没错，我们当时说《实用小算法》就是为了解决“数据匹配问题”而生的！
/**
* 查询所有赛亚人
* @return
*/
public List<Superman> getAllSuperman() {
// 用来存储最终的结果
List<Superman> list = new ArrayList<>();
// 源数据，需要处理
List<Superman> data = supermanMapper.selectAll();
// Map，用来转存List
HashMap<Integer, Superman> hashMap = new HashMap<>();
// 先把List转为Map，把Map作为左侧parent
for (Superman superman : data) {
hashMap.put(superman.getId(), superman);
}
// 右边child进行for循环找parent
for (Superman child : data) {
if(child.getPid() == 0){
list.add(child);// 找到第一级（悟空、贝吉塔）
} else {
// 不是第一级，那么肯定有parent，帮它找到parent，并把它自己设置到parent里
Superman parent = hashMap.get(child.getPid());// hash索引！找爸爸很快！
parent.getChildren().add(child);
}
}
return list;
}示意图
优点：查询效率提高了
缺点：空间利用率降低了（List/Array可以只存元素，而Map需要额外存储key）
本次循环次数是2n，双层for循环是n2 ，非要说的话，就是典型的“空间换时间”。
最终代码
Controller
public class SupermanController {
@Autowired
private SupermanService supermanService;
/**
* 全量嵌套查询，数据具备树形结构
* @return
*/
@RequestMapping("/getAllSuperman")
public List getAllSuperman() {
List<Superman> list = supermanService.getAllSuperman();
return list;
}
/**
* 根据pid分步查询（实际开发最常用）
* @param pid
* @return
*/
@RequestMapping("getSupermanByPid")
public List getSupermanByPid(Integer pid) {
List<Superman> list = supermanService.getSupermanByPid(pid);
return list;
}
}Service
@Service
public class SupermanService {
@Autowired
private SupermanMapper supermanMapper;
/**
* 查询所有赛亚人
* @return
*/
public List<Superman> getAllSuperman() {
// 用来存储最终的结果
List<Superman> list = new ArrayList<>();
// 源数据，需要处理
List<Superman> data = supermanMapper.selectAll();
// Map转List
HashMap<Integer, Superman> hashMap = new HashMap<>();
for (Superman superman : data) {
hashMap.put(superman.getId(), superman);
}
// 遍历源数据
for (Superman child : data) {
if(child.getPid() == 0){
list.add(child);// 找到根节点并存储
} else {
// 如果不是根节点，则找到上一级，并把自己设置为上一级的子节点
Superman parent = hashMap.get(child.getPid());
parent.getChildren().add(child);
}
}
return list;
}
/**
* 查询pid对应的下级内容
* @param pid
* @return
*/
public List<Superman> getSupermanByPid(Integer pid) {
Superman query = new Superman();
query.setPid(pid);
return supermanMapper.select(query);
}
}
延伸思考
写到最后，你会突然发现，其实不管业务场景是下面哪种：
- 省-市
- 省-市-区
- 高校-院系-专业-班级
- 商品分类
- ...
其实都是一样的！上面的模式其实就分为两部分：
- 表设计层面
- 代码层面
首先，表结构设计都是一样的，都是树形结构，变化的只是业务字段。
- 结构字段：pid、id
- 业务字段：city_name/school_name/category_name
其次，代码层面也不会因为前端是二级联查、三级联查还是N级联查而改变，双层for可以应付N级联查，代码都不需要改动。
到底前端是几级，和表结构无关，而和表数据有关。
二级（省-市）
| id | name | pid |
| 1 | 浙江省 | 0 |
| 2 | 安徽省 | 0 |
| 3 | 温州市 | 1 |
| 4 | 杭州市 | 1 |
| 5 | 合肥市 | 2 |
| 6 | 芜湖市 | 2 |
三级（省-市-县）
| id | name | pid |
| 1 | 浙江省 | 0 |
| 2 | 安徽省 | 0 |
| 3 | 温州市 | 1 |
| 4 | 杭州市 | 1 |
| 5 | 合肥市 | 2 |
| 6 | 芜湖市 | 2 |
| 7 | 苍南县 | 3 |
| 8 | 平阳县 | 3 |
四级（省-市-县-镇）
| id | name | pid |
| 1 | 浙江省 | 0 |
| 2 | 安徽省 | 0 |
| 3 | 温州市 | 1 |
| 4 | 杭州市 | 1 |
| 5 | 合肥市 | 2 |
| 6 | 芜湖市 | 2 |
| 7 | 苍南县 | 3 |
| 8 | 平阳县 | 3 |
| 9 | 钱库镇 | 7 |
| 10 | 金乡镇 | 7 |
四级（学校-院系-专业-班级）
| id | name | pid |
| 1 | 浙江大学 | 0 |
| 2 | 浙江工业大学 | 0 |
| 3 | 外国语学院 | 1 |
| 4 | 计算机学院 | 1 |
| 5 | 人文学院 | 2 |
| 6 | 土木工程 | 2 |
| 7 | 日语 | 3 |
| 8 | 英语 | 3 |
| 9 | 日语111班 | 7 |
| 10 | 日语112班 | 7 |
一模一样的表结构，但是前端展示出来的分别是二级、三级、四级，也就是说：结构字段决定树形结构，而业务数据决定树的深度。
作者简介：大家好，我是smart哥，前中兴通讯、美团架构师，现某互联网公司CTO
进群，大家一起学习，一起进步，一起对抗互联网寒冬 ?
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