CTE 遞歸查詢全解

TSQL腳本能實現遞歸查詢，用戶使用共用表表達式 CTE（Common Table Expression），只需要編寫少量的代碼，就能實現遞歸查詢。本文詳細介紹CTE遞歸調用的特性和使用示例，遞歸查詢主要用於層次結構的查詢，從葉級（Leaf Level）向頂層（Root Level）查詢，或從頂層向葉級查詢，或遞歸的路徑（Path）。

一，遞歸查詢原理

遞歸調用是指自己調用自己，使用CTE實現遞歸查詢必須滿足三個條件：初始條件，遞歸調用表達式，終止條件，CTE 遞歸查詢的偽代碼如下：

WITH cte_name ( column_name [,...n] )
AS
(
--Anchor member is defined
CTE_query_definition 
UNION ALL
--Recursive member is defined referencing cte_name
CTE_query_definition 
)
-- Statement using the CTE
SELECT *
FROM cte_name

1，遞歸查詢至少包含兩個子查詢：

• 第一個子查詢稱作定點（Anchor）子查詢：定點查詢只是一個返回有效表的查詢，用於設置遞歸的初始值；
• 第二個子查詢稱作遞歸子查詢：該子查詢調用CTE名稱，觸發遞歸查詢，實際上是遞歸子查詢調用遞歸子查詢；
• 兩個子查詢使用union all，求並集；

2，CTE的遞歸終止條件

遞歸查詢沒有顯式的遞歸終止條件，只有當遞歸子查詢返回空結果集（沒有數據行返回）或是超出了遞歸次數的最大限制時，才停止遞歸。

默認的遞歸查詢次數是100，可以使用查詢提示（hint）：MAXRECURSION 控制遞歸的最大次數：OPTION( MAXRECURSION 16)；如果允許無限制的遞歸次數，使用查詢提示：option(maxrecursion 0)；當遞歸查詢達到指定或默認的 MAXRECURSION 數量限制時，SQL Server將結束查詢並返回錯誤，如下：

The statement terminated. The maximum recursion 10 has been exhausted before statement completion.

事務執行失敗，該事務包含的所有操作都被回滾。在產品環境中，慎用maxrecursion 查詢提示，推薦通過 where 條件限制遞歸的次數。

3，遞歸步驟

step1：定點子查詢設置CTE的初始值，即CTE的初始值Set0；

遞歸調用的子查詢過程：遞歸子查詢調用遞歸子查詢；

step2：遞歸子查詢第一次調用CTE名稱，CTE名稱是指CTE的初始值Set0，第一次執行遞歸子查詢之后，CTE名稱是指結果集Set1；

step3：遞歸子查詢第二次調用CTE名稱，CTE名稱是指Set1，第二次執行遞歸子查詢之后，CTE名稱是指結果集Set2；

step4：在第N次執行遞歸子查詢時，CTE名稱是指Set(N-1)，遞歸子查詢都引用前一個遞歸子查詢的結果集；

Step5：如果遞歸子查詢返回空數據行，或超出遞歸次數的最大限制，停止遞歸；

二，遞歸查詢示例（員工職稱）

1，創建測試數據

ManagerID是UserID的父節點，這是一個非常簡單的層次結構模型。

use tempdb
go 

create table dbo.dt_user
(
    UserID int,
    ManagerID int,
    Name Nvarchar(10)
)

insert into dbo.dt_user
select 1,-1,N'Boss'
union all
select 11,1,N'A1'
union all
select 12,1,N'A2'
union all
select 13,1,N'A3'
union all
select 111,11,N'B1'
union all
select 112,11,N'B2'
union all
select 121,12,N'C1'

2，查詢每個User的的直接上級Manager

;with cte as
(
select UserID,ManagerID,name,name as ManagerName
from dbo.dt_user
where ManagerID=-1

union all
select c.UserID,c.ManagerID,c.Name,p.name as ManagerName
from cte P
inner join dbo.dt_user c
    on p.UserID=c.ManagerID
)
select UserID,ManagerID,Name,ManagerName
from cte
order by UserID

step1：查詢ManagerID=-1，作為root node，這是遞歸查詢的起始點。

step2：迭代公式是 union all 下面的查詢語句。在查詢語句中調用中cte，而查詢語句就是cte的組成部分，即 “自己調用自己”，這就是遞歸的真諦所在。

所謂迭代，是指每一次遞歸都要調用上一次查詢的結果集，Union ALL是指每次都把結果集並在一起。

step3-N，迭代公式利用上一次查詢返回的結果集執行特定的查詢，直到CTE返回null 或達到最大的迭代次數，默認值是32。最終的結果集是迭代公式返回的各個結果集的並集，求並集是由Union All 子句定義的，並且只能使用Union ALL。

3，查詢路徑，在層次結構中查詢子節點到父節點的path

;with cte as
(
select UserID,ManagerID,name,cast(name as nvarchar(max)) as ReportPath
from dbo.dt_user
where ManagerID=-1

union all
select c.UserID,c.ManagerID,c.Name,c.name+'->'+p.ReportPath as ReportPath
from cte P
inner join dbo.dt_user c
    on p.UserID=c.ManagerID
)
select UserID,ManagerID,Name,ReportPath
from cte
order by UserID

查詢結果如下截圖：

三，遞歸查詢示例（行政區划）

1，需求模擬

在TSQL中實現層次結構，例如有這樣一種數據結構，省，市，縣，鄉，村，如何使用一張表表示這種數據結構，並且允許是不對稱的，例如，上海市是個直轄市，沒有省份。

create table dbo.hierarchy
(
ID  int not null primary key,
--type int not null,
ParentID int not null,
name varchar(100) not null
)

type表示類型，可以設置：省，Type是1；市，type是2，以此類推。

ParentID標識的是父級ID，例如信陽市的ParentID是河南省的ID。

2，插入測試數據

測試數據格式說明了歸屬關系，博主懶，去掉type字段。

insert into dbo.hierarchy
values(1,0,'河南省')
,(2,1,'信陽市'),(3,2,'淮濱縣'),(4,3,'蘆集鄉'),(12,3,'鄧灣鄉'),(13,3,'台頭鄉'),(14,3,'谷堆鄉')
              ,(8,2,'固始縣'),(9,8,'李店鄉')
              ,(10,2,'息縣'),(11,10,'關店鄉')
,(5,1,'安陽市'),(6,5,'滑縣'),(7,6,'老廟鄉')
,(15,1,'南陽市'),(16,15,'方城縣')
,(17,1,'駐馬店市'),(18,17,'正陽縣')


select * 
from dbo.hierarchy 
order by ParentID

3，實現由父級向子級的查詢

由於實際的數據可能有很多，所以，要想獲取河南省下的所有市，縣，鄉，村等信息，必須使用遞歸查詢

;with cte(Id,ParentID,Name) as
(
select * 
from dbo.hierarchy 
where id=1

union all
select h.* 
from dbo.hierarchy h
inner join cte c on h.ParentID=c.id 
--where c.id!=h.ID
)
select *
from cte
order by ParentID

如果要查看向內遞歸到多少level，可以使用派生列，level=0是省level，level=1是市level，依次類推。

;with cte(Id,ParentID,Name,Level) as
(
select ID,ParentID,Name,0 as Level
from dbo.hierarchy 
where id=1

union all
select h.ID,h.ParentID,h.Name,c.Level+1 as Level
from dbo.hierarchy h
inner join cte c on h.ParentID=c.id 
--where c.id!=h.ID
)
select *
from cte
order by ParentID

查詢結果如圖：

4，由子級向父級的遞歸查詢

;with cte as
(
select ID,ParentID,name
from dbo.hierarchy
where id=4 --蘆集鄉的ID

union all
select h.ID,h.ParentID,h.name
from dbo.hierarchy h
inner join cte c on h.id=c.ParentID
)
select ID,ParentID,name
from cte
order by ParentID

查詢結果如圖：

 

參考文檔：

Recursive Queries Using Common Table Expressions

WITH common_table_expression (Transact-SQL)