遞歸算法應用——實體樹過濾解析


監控一個地區網絡設備的性能指標,會通過報表或告警展現,報表或告警往往只關心部分設備,此時在數據查詢中我們就會進行設備實體過濾。實體樹過濾是一種常見的過濾方式,但是網絡設備數量巨大,我們不可能在頁面上加載所有實體,前台也就無法把用戶選擇的所有實體(葉子節點)傳遞到后台,這時候就不能簡單的采用in條件來過濾選擇實體,我們必須綜合使用in,not in,=,!=來過濾實體。

樹顯然是一種遞歸的數據結構,那么解析它必然就要使用遞歸算法。

一、從例子開始

下圖是一棵勾選了的網元實體樹,從圖上我們可以看出以下幾點

1、 網元層級關系為 Prov <- City <- BSC <- BTS <- Cell;

2、 實心方框為勾選節點,空心方框為去勾選節點;

3、 紅色加粗節點為前台傳遞到后台的節點信息(json格式);

4、 右側sql是根據前台傳遞的節點信息解析出來的實體過濾條件。

二、算法歸納

1、 同層節點條件之間的關系為or;

2、 被勾選的節點與子節點條件之間的關系是and;

3、 去勾選的節點與子節點條件之間的關系是or;

4、 節點與父節點勾選狀態相同,則不必解析該節點條件,直接解析子節點條件;

5、 節點與父節點勾選狀態不同,先解析該節點條件,再解析子節點條件;

6、 節點沒有子節點,則直接返回該節點條件。

三、遞歸算法原理

1、 算法重復被自身調用;

2、 存在出口條件。

顯然,例子中每個節點的解析算法一致,並且節點遞歸嵌套,滿足條件1;

出口條件為節點不存在葉子節點。

四、代碼實現

1、 節點代碼TreeNode

package com.coshaho.learn.recursion;

import java.util.List;

/**
 * 
 * Node.java Create on 2017年5月19日 下午10:34:13    
 *    
 * 類功能說明:   樹節點定義
 *
 * Copyright: Copyright(c) 2013 
 * Company: COSHAHO
 * @Version 1.0
 * @Author coshaho
 */
public class TreeNode 
{
	private String name;
	
	private String type;
	
	private boolean isCheck;
	
	private List<TreeNode> children;
	
	public TreeNode(String name, String type, boolean isCheck)
	{
		this.name = name;
		this.type = type;
		this.isCheck = isCheck;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public String getType() {
		return type;
	}

	public void setType(String type) {
		this.type = type;
	}

	public List<TreeNode> getChildren() {
		return children;
	}

	public void setChildren(List<TreeNode> children) {
		this.children = children;
	}

	public boolean isCheck() {
		return isCheck;
	}

	public void setCheck(boolean isCheck) {
		this.isCheck = isCheck;
	}
}

2、 遞歸解析算法TreeSqlTranslator

package com.coshaho.learn.recursion;

import org.springframework.util.CollectionUtils;

/**
 * 
 * TreeSqlTranslator.java Create on 2017年5月19日 下午11:38:07    
 *    
 * 類功能說明:   實體書過濾條件翻譯
 *
 * Copyright: Copyright(c) 2013 
 * Company: COSHAHO
 * @Version 1.0
 * @Author coshaho
 */
public class TreeSqlTranslator 
{
	public String parseTree2Sql(TreeNode root)
	{
		if(root.isCheck())
		{
			return "1=1 and (" + parseChildrenNode2Sql(root) + ')';
		}
		return parseChildrenNode2Sql(root);
	}
	
	/**
	 * 解析子節點為sql
	 * 
	 * @author coshaho 
	 * @param node
	 * @return
	 */
	private String parseChildrenNode2Sql(TreeNode node)
	{
		StringBuffer childCondition = new StringBuffer();
		for(TreeNode child : node.getChildren())
		{
			// 1、同層節點之間采用or拼接條件
			childCondition.append('(').append(parseNode2Sql(child, node.isCheck())).append(") or ");
		}
		
		// 此處代碼可以減少非必須的括號
		if(1 == node.getChildren().size())
		{
			return childCondition.substring(1, childCondition.length() - 5);
		}
		else
		{
			return childCondition.substring(0, childCondition.length() - 4);
		}
	}
	
	/**
	 * 解析單個節點為sql
	 * 
	 * @author coshaho 
	 * @param node
	 * @param isCheck
	 * @return
	 */
	private String parseNode2Sql(TreeNode node, boolean isCheck)
	{
		boolean nodeCheck = node.isCheck();
		// 2、沒有子節點,則直接返回該節點條件
		if(CollectionUtils.isEmpty(node.getChildren()))
		{
			return generateNodeSql(node);
		}
		StringBuffer condition = new StringBuffer();
		// 3、父節點與當前節點勾選狀態不一致,拼接當前節點條件
		if(isCheck ^ nodeCheck)
		{
			condition.append(generateNodeSql(node));
			
			// 4、當前節點被勾選,則與子節點關系為and
			if(node.isCheck())
			{
				// 拼接子節點條件
				return condition.append(" and (")
						.append(parseChildrenNode2Sql(node)).append(')').toString();
			}
			// 5、當前節點去勾選,則與子節點關系為or
			else
			{
				// 拼接子節點條件
				return condition.append(" or (")
						.append(parseChildrenNode2Sql(node)).append(')').toString();
			}
			
		}
		// 6、父節點與當前節點勾選狀態一致,直接處理子節點
		else
		{
			return parseChildrenNode2Sql(node);
		}
	}
	
	private String generateNodeSql(TreeNode node)
	{
		if(node.isCheck())
		{
			return node.getType() + " = '" + node.getName() + '\''; 
		}
		else
		{
			return node.getType() + " != '" + node.getName() + '\''; 
		}
	}
}

3、 測試代碼TreeSqlTranslatorTest

package com.coshaho.learn.recursion;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 
 * TreeSqlTranslatorTest.java Create on 2017年5月19日 下午11:39:25    
 *    
 * 類功能說明:   遞歸算法測試
 *
 * Copyright: Copyright(c) 2013 
 * Company: COSHAHO
 * @Version 1.0
 * @Author coshaho
 */
public class TreeSqlTranslatorTest 
{
	public static void main(String[] args)
	{
		TreeNode All = new TreeNode("All", "All", false);
		TreeNode GD = new TreeNode("GD", "Prov", true);
		TreeNode JS = new TreeNode("JS", "Prov", true);
		TreeNode SZ = new TreeNode("SZ", "City", false);
		TreeNode NJ = new TreeNode("NJ", "City", true);
		TreeNode SZBSC3 = new TreeNode("SZBSC3", "BSC", false);
		TreeNode NJBSC1 = new TreeNode("NJBSC1", "BSC", false);
		TreeNode NJBSC3 = new TreeNode("NJBSC3", "BSC", true);
		TreeNode SZBTS1 = new TreeNode("SZBTS1", "BTS", true);
		TreeNode SZBTS3 = new TreeNode("SZBTS3", "BTS", true);
		TreeNode NJBTS3 = new TreeNode("NJBTS3", "BTS", false);
		TreeNode SZCell2 = new TreeNode("SZCell2", "Cell", false);
		TreeNode NJCell2 = new TreeNode("NJCell2", "Cell", true);
		
		List<TreeNode> AllGroup = new ArrayList<TreeNode>();
		AllGroup.add(GD);
		AllGroup.add(JS);
		All.setChildren(AllGroup);
		
		List<TreeNode> GDGroup = new ArrayList<TreeNode>();
		GDGroup.add(SZ);
		GD.setChildren(GDGroup);
		
		List<TreeNode> JSGroup = new ArrayList<TreeNode>();
		JSGroup.add(NJ);
		JS.setChildren(JSGroup);
		
		List<TreeNode> SZGroup = new ArrayList<TreeNode>();
		SZGroup.add(SZBSC3);
		SZ.setChildren(SZGroup);
		
		List<TreeNode> NJGroup = new ArrayList<TreeNode>();
		NJGroup.add(NJBSC1);
		NJGroup.add(NJBSC3);
		NJ.setChildren(NJGroup);
		
		List<TreeNode> SZBSC3Group = new ArrayList<TreeNode>();
		SZBSC3Group.add(SZBTS1);
		SZBSC3Group.add(SZBTS3);
		SZBSC3.setChildren(SZBSC3Group);
		
		List<TreeNode> NJBSC3Group = new ArrayList<TreeNode>();
		NJBSC3Group.add(NJBTS3);
		NJBSC3.setChildren(NJBSC3Group);
		
		List<TreeNode> SZBTS3Group = new ArrayList<TreeNode>();
		SZBTS3Group.add(SZCell2);
		SZBTS3.setChildren(SZBTS3Group);
		
		List<TreeNode> NJBTS3Group = new ArrayList<TreeNode>();
		NJBTS3Group.add(NJCell2);
		NJBTS3.setChildren(NJBTS3Group);
		
		System.out.println(new TreeSqlTranslator().parseTree2Sql(All));
	}
}

  


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