在SQL Server实现最短路径的搜索

解析

实现

use TestDB    

go

if object_id(‘RelactionGraph‘) Is not null drop table RelactionGraph

create table RelactionGraph(ID int identity,Item nvarchar(50),RelactionItem nvarchar(20),constraint PK_RelactionGraph primary key(ID))

go

create nonclustered index IX_RelactionGraph_Item on RelactionGraph(Item) include(RelactionItem)

create nonclustered index IX_RelactionGraph_RelactionItem on RelactionGraph(RelactionItem) include(Item)

go

insert into RelactionGraph (Item, RelactionItem ) values

    (‘a‘,‘b‘),(‘a‘,‘c‘),(‘a‘,‘d‘),(‘a‘,‘e‘),

    (‘b‘,‘f‘),(‘b‘,‘g‘),(‘b‘,‘h‘),

    (‘c‘,‘i‘),(‘c‘,‘j‘),

    (‘f‘,‘k‘),(‘f‘,‘l‘),

    (‘k‘,‘o‘),(‘k‘,‘p‘),

    (‘o‘,‘i‘),(‘o‘,‘l‘)

go

use TestDB

go

--Procedure:

if object_id(‘up_GetPath‘) Is not null

    Drop proc up_GetPath

go

create proc up_GetPath

(

    @Node nvarchar(50),

    @RelatedNode nvarchar(50)

)

As

set nocount on

declare

    @level smallint =1, --当前搜索的深度

    @MaxLevel smallint=100, --最大可搜索深度

    @Node_WhileFlag bit=1, --以@Node作为中心进行搜索时候，作为能否循环搜索的标记

    @RelatedNode_WhileFlag bit=1 --以@RelatedNode作为中心进行搜索时候，作为能否循环搜索的标记

--如果直接找到两个Node存在直接关系就直接返回

if Exists(select 1 from RelationGraph where (Node=@Node And RelatedNode=@RelatedNode) or (Node=@RelatedNode And RelatedNode=@Node) ) or @Node=@RelatedNode

begin

    select convert(nvarchar(2000),@Node + ‘ --> ‘+ @RelatedNode) As RelationGraphPath,convert(smallint,0) As StopCount

    return

end

--

if object_id(‘tempdb..#1‘) Is not null Drop Table #1 --临时表#1，存储的是以@Node作为中心向外扩展的各节点数据

if object_id(‘tempdb..#2‘) Is not null Drop Table #2 --临时表#2，存储的是以@RelatedNode作为中心向外扩展的各节点数据

create table #1(

    Node nvarchar(50),--相对源点

    RelatedNode nvarchar(50), --相对目标

    Level smallint --深度

    )

create table #2(Node nvarchar(50),RelatedNode nvarchar(50),Level smallint)

insert into #1 ( Node, RelatedNode, Level )

    select Node, RelatedNode, @level from RelationGraph a where a.Node =@Node union --正向：以@Node作为源查询

    select RelatedNode, Node, @level from RelationGraph a where a.RelatedNode = @Node --反向：以@Node作为目标进行查询

set @Node_WhileFlag=sign(@@rowcount)

insert into #2 ( Node, RelatedNode, Level )

    select Node, RelatedNode, @level from RelationGraph a where a.Node =@RelatedNode union --正向：以@RelatedNode作为源查询

    select RelatedNode, Node, @level from RelationGraph a where a.RelatedNode = @RelatedNode--反向：以@RelatedNode作为目标进行查询

set @RelatedNode_WhileFlag=sign(@@rowcount)

--如果在表RelationGraph中找不到@Node 或 @RelatedNode 数据，就直接跳过后面的While过程

if not exists(select 1 from #1) or not exists(select 1 from #2)

begin

    goto While_Out

end

while not exists(select 1 from #1 a inner join #2 b on b.RelatedNode=a.RelatedNode) --判断是否出现切点

     and (@Node_WhileFlag|@RelatedNode_WhileFlag)>0 --判断是否能搜索

     And @level<@MaxLevel --控制深度

begin

    if @Node_WhileFlag >0

    begin    

        insert into #1 ( Node, RelatedNode, Level )

            --正向

            select a.Node,a.RelatedNode,@level+1

                From RelationGraph a

                where exists(select 1 from #1 where RelatedNode=a.Node And Level=@level) And

                    Not exists(select 1 from #1 where Node=a.Node)            

            union

            --反向

            select a.RelatedNode,a.Node,@level+1

                From RelationGraph a

                where exists(select 1 from #1 where RelatedNode=a.RelatedNode And Level=@level) And

                    Not exists(select 1 from #1 where Node=a.RelatedNode)

        set @Node_WhileFlag=sign(@@rowcount)

    end

    if @RelatedNode_WhileFlag >0

    begin        

        insert into #2 ( Node, RelatedNode, Level )

            --正向

            select a.Node,a.RelatedNode,@level+1

                From RelationGraph a

                where exists(select 1 from #2 where RelatedNode=a.Node And Level=@level) And

                    Not exists(select 1 from #2 where Node=a.Node)

            union

            --反向

            select a.RelatedNode,a.Node,@level+1

                From RelationGraph a

                where exists(select 1 from #2 where RelatedNode=a.RelatedNode And Level=@level) And

                    Not exists(select 1 from #2 where Node=a.RelatedNode)

        set @RelatedNode_WhileFlag=sign(@@rowcount)

    end

    select @level+=1

end

While_Out:

--下面是构造返回的结果路径

if object_id(‘tempdb..#Path1‘) Is not null Drop Table #Path1

if object_id(‘tempdb..#Path2‘) Is not null Drop Table #Path2

;with cte_path1 As

(

select a.Node,a.RelatedNode,Level,convert(nvarchar(2000),a.Node+‘ -> ‘+a.RelatedNode) As RelationGraphPath,Convert(smallint,1) As PathLevel From #1 a where exists(select 1 from #2 where RelatedNode=a.RelatedNode)

union all

select b.Node,a.RelatedNode,b.Level,convert(nvarchar(2000),b.Node+‘ -> ‘+a.RelationGraphPath) As RelationGraphPath ,Convert(smallint,a.PathLevel+1) As PathLevel

    from cte_path1 a

        inner join #1 b on b.RelatedNode=a.Node

            and b.Level=a.Level-1

)

select * Into #Path1 from cte_path1

;with cte_path2 As

(

select a.Node,a.RelatedNode,Level,convert(nvarchar(2000),a.Node) As RelationGraphPath,Convert(smallint,1) As PathLevel From #2 a where exists(select 1 from #1 where RelatedNode=a.RelatedNode)

union all

select b.Node,a.RelatedNode,b.Level,convert(nvarchar(2000),a.RelationGraphPath+‘ -> ‘+b.Node) As RelationGraphPath ,Convert(smallint,a.PathLevel+1)

    from cte_path2 a

        inner join #2 b on b.RelatedNode=a.Node

            and b.Level=a.Level-1

)

select * Into #Path2 from cte_path2

;with cte_result As

(

select a.RelationGraphPath+‘ -> ‘+b.RelationGraphPath As RelationGraphPath,a.PathLevel+b.PathLevel -1 As StopCount,rank() over(order by a.PathLevel+b.PathLevel) As Result_row

    From #Path1 a

        inner join #Path2 b on b.RelatedNode=a.RelatedNode

            and b.Level=1

    where a.Level=1

)    

select distinct RelationGraphPath,StopCount From cte_result where Result_row=1

go

use TestDB

go

exec dbo.up_GetPath

        @Node = ‘p‘,

@RelatedNode = ‘j‘

go

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