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SQL WITH RECURSIVE 的树形结构 / 图路径 / 层级查询实现模板

舞姬之光

舞姬之光

发布时间:2026-02-13 20:36:16

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来源于php中文网

原创

with recursive必须定义终止条件,否则会无限循环;其由非递归项(锚点)和递归项组成,递归项需含自然收敛逻辑(如level),否则导致超时、中断或“stack depth limit exceeded”错误。

sql with recursive 的树形结构 / 图路径 / 层级查询实现模板

WITH RECURSIVE 递归查询必须定义终止条件,否则会无限循环

PostgreSQL、SQLite、SQL Server(自2017)、MySQL(8.0+)都支持 WITH RECURSIVE,但只要没写对终止逻辑,查询就会卡死或报错。常见现象是执行超时、连接中断,或者 PostgreSQL 报 ERROR: stack depth limit exceeded

递归 CTE 分两部分:非递归项(锚点)和递归项(用自身引用自身)。关键在递归项里必须有能自然收敛的判断,比如 level 、<code>parent_id != id 或路径字符串不重复。

  • 锚点不能为空结果集,否则整个 CTE 返回空 —— 检查 WHERE 条件是否误筛掉根节点
  • 递归项中禁止使用聚合函数、窗口函数、GROUP BYORDER BY(除非在最外层)
  • MySQL 对递归深度默认限制为 1000,可通过 SET SESSION cte_max_recursion_depth = 2000 调整
  • PostgreSQL 的 max_recursion_depth 默认无限制,靠栈深度硬控,更易爆栈

树形结构查询要小心自环与多父节点场景

真实业务数据常存在脏数据:某个节点的 parent_id 指向自己,或一个子节点被多个父节点引用(如 DAG 图)。这时单纯靠 parent_id = t.id 会漏数据或死循环。

典型建模是单根树(parent_id IS NULL 表示根),但一旦出现自环(id = parent_id),递归就停不下来;若允许多父,标准树查询就不适用,得改用图遍历思路。

  • 加防护:在递归分支中过滤自环,例如 AND t.id != t.parent_id
  • 防重复路径:用 ARRAY[cte.id](PostgreSQL)或字符串拼接(如 CONCAT(path, ',', t.id))记录已访问节点,再用 NOT LIKE@path NOT REGEXP CONCAT('(^|,)t.id(,|$)') 判断
  • MySQL 不支持数组,可用 CONCAT(',', path, ',') NOT LIKE '%,t.id,%' 做简单去重(注意开头结尾加逗号防误匹配)
  • 如果业务本质是 DAG(如依赖关系),别硬套树模型,考虑用拓扑排序或额外中间表预计算层级

层级展开后排序依赖 path 字段,ORDER BY 不能直接按 level

只靠 ORDER BY level 只能实现广度优先(BFS)展示,但多数前端需要的是“缩进式树形列表”,即深度优先(DFS)顺序:根 → 子1 → 孙1 → 孙2 → 子2… 这必须靠构造可排序的路径标识。

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不同数据库构造方式不同:PostgreSQL 推荐用 ARRAY 类型拼接 ID 序列,MySQL 只能用定长字符串(如 LPAD(id, 10, '0'))拼接,否则排序会错乱(比如 1,10,2 按字符串排成 1,10,2 而非 1,2,10)。

  • PostgreSQL 示例:递归中 path = t.id || cte.path(前缀追加),最后 ORDER BY path
  • MySQL 示例:锚点设 path = LPAD(id, 10, '0'),递归中 path = CONCAT(cte.path, LPAD(t.id, 10, '0')),再 ORDER BY path
  • SQLite 支持 printf('%010d', id),用法类似 MySQL
  • 避免用 CONCAT(id, '.', ...) 直接拼数字,会导致字典序错乱

图路径查询需限制最大跳数并显式剪枝

查“从 A 到 B 的最短路径”或“所有可达节点”时,WITH RECURSIVE 天然适合,但图可能稠密,不加约束会爆炸式生成中间路径。

比如社交关系中查 4 度好友,若不限制层级,1000 个好友每人再带 100 个好友,第三层就到百万级,第四层破亿 —— 查询还没跑完内存先爆了。

  • 强制加跳数限制:WHERE cte.depth 是底线,不要依赖应用层截断
  • 到达目标即停:在递归项中加 AND t.id != :target_id,并在外层 WHERE id = :target_id 筛最终结果,避免生成无效路径
  • PostgreSQL 可用 UNION 替代 UNION ALL 自动去重,但代价高;更推荐在路径字符串里做重复节点检查
  • 如果只要最短路径长度,别返回完整路径字段,只维护 depth,减少传输和排序开销

递归查询不是银弹。层级深、图稠密、数据脏 —— 这三类情况最容易让 WITH RECURSIVE 从利器变阻塞源。动手前先看数据分布,再决定是预计算、加索引,还是换图数据库。

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