作者介绍

丁俊，DBAplus社群联合发起人，性能优化专家，Oracle ACEA。电子工业出版社终身荣誉作者，《剑破冰山-Oracle开发艺术》副主编。8年电信行业从业经验，从事系统开发与维护、业务架构和数据分析、系统优化等工作。擅长基于Oracle的系统优化，精通SQL、PL SQL、JAVA等。

一、基本概念

对于层次查询需要掌握：

1）理解层次查询的基本概念，识别需求中何时要用到层次查询的能力。

2）建立和格式化树形报表(tree report)。

3）修剪树形结构的节点(node)和枝(branches)。

4）掌握层次查询中的各种关键字和10G新特性。

• 子句：START WITH、CONNECT BY、10g的ORDER SIBLINGS BY

• 操作符：PRIOR、10g的CONNECT_BY_ROOT

• 伪列：LEVEL,10g的CONNECT_BY_ISCYCLE、CONNECT_BY_ISLEAF

• 参数或关键字：10g的NOCYCLE

• 函数：SYS_CONNECT_BY_PATH

解决问题：数据构造、连续数问题、线路规划问题、格式化树形结构、字符串合并等。

本节例子来源于表s_emp,表结构和数据如下：

看上面的表s_emp，使用层次查询，我们可以获得一张表基于层次关系的数据集合。Oracle是一种关系型数据库，在表中不可能以层次的关系存放数据。但是我们可以通过一定的规则，使用tree walking(树的遍历或树的查找)来获得层次关系的数据。Hierarical query是一种获得树的层析关系报表的方法。

树形结构的数据集合，存在于我们日常生活中的很多地方，比如考虑一个家族关系，有长辈，长辈下面有子女，子女下面还可以有子女，这转化为层次或等级关系就是：根节点只有一个，下面有子节点，子节点下面还有子节点，这样组成了一棵树。(有时候，根节点root不一定只有一个，严格意义上说，这种情况不是一个严格的树)

当一种层次关系是存在一个表的行中，那么这种层次是可以获得的。例如，我们看s_emp表，对于title:VP，我们知道这些行中都包含manager_http://www.mmnpw.com/upload_files/toutiao/161009/201610091146393444" >

（只显示部分树形结构）

树形结构的父子关系，你可以控制：

1）遍历树的方向，是自上而下，还是自下而上。

2）确定层次的开始点(root)的位置。

层次查询语句正是从这两个方面来确定的，start with确定开始点，connect by确定遍历的方向。

二、层次查询介绍

1、语法：

层次查询是通过start with和connect by子句标识的。

1）其中level关键字是可选的，表示等级，表示root,2表示root的child,其他相同的规则。它可以在where，connect by，select里存在。

2）where条件限制了查询返回的行，但是不影响层次关系，不满足条件的节点不返回，但是这个不满足条件的节点的下层child不受影响。因为where是在start with和connect by之后执行的（join是在connect by之前做的）。

3）start with是表示开始节点（root节点），对于一个真实的层次关系，必须要有这个子句，但是不是必须的，没有start with表示每行都是根然后遍历。

4）connect by prior是指定父子关系，选择子节点，其中prior的位置不一定要在connect by之后，对于一个真实的层次关系，这也是必须的，不能省略。

5）一般层次查询不能直接order by，会破坏层次，但是10g可以使用ORDER SIBLINGS BY。

2、遍历树

• Start with子句：

首先必须确定startpoint，通过start with子句，后面加条件，这个条件是任何合法的条件表达式。

Start with确定将哪行作为root，如果没有start with,则每行都当作root，然后查找其后代，这不是一个真实的查询。start with后面可以使用子查询，如果有where条件，则会截断层次中的相关满足条件的节点，但是不影响整个层次结构。可以带多个条件。

对于s_emp,从root ),title,prior last_name from s_emp

select中的prior last_name是输出其父亲的last_name.这个语句执行的结果如下：

再如：

select level,id,manager_id,lpad('|--'||last_name,length('|--' ||last_name)+(level*5-5),' '),title,prior last_name from s_emp

--因为第2个没有用level和括号拼凑，所以改为-2，显示层次数

select level,id,manager_id,lpad('|('||level||')--'||last_name,length('|--' ||last_name)+(level*5-2),' '),title,prior last_name from s_emp

select level,id,manager_id,lpad('--'||level||'--'||last_name,length(last_name)+(level*5-2),' '),title,prior last_name from s_emp

4、修剪branches

上面已经提到，where子句会将节点删除，但是其后代不会受到影响，connect by 中加上条件会将满足条件的整个树枝包括后代都删除。要注意，如果是connect by之后加条件正好条件选到根，那么结果和没有加一样，对于结果的过滤，如果能加在connect by之后，则尽量加在connect by之后，从而尽早过滤数据，提高效率

如图所示：

5、层次查询限制

1）层次查询from之后如果是table，只能是一个table，不能有join。

2）from之后如果是view，则view不能是带join的。

3）使用order by子句，order子句是在等级层次做完之后开始的，所以对于层次查询来说没有什么意义，除非特别关注level，获得某行在层次中的深度，但是这两种都会破坏层次。见5.3增强特性中的使用siblings排序。

4）在start with中表达式可以有子查询，但是connect by中不能有子查询。

以上是10g之前的限制，10g之后可以使用带join的表和视图，connect by中可以使用子查询。

理解关键操作：

层次查询的关键操作组件就是start with，connect by start with确定树的开始节点，如果这个语句确定的开始节点有多个（没有start with语句，那么每行都是一个根节点），那么根据层次查询的算法规则，会有多个符合start with条件的节点作为不同树的根节点，然后以每个根节点为开始搜索点，根据connect by条件来搜索符合条件的子节点，当所有符合connect by条件的根节点都找完其子节点，层次查询结束。

层次查询是在同一层where条件之前执行的，这个要注意，所以where条件不会破坏层次查询的节点所属根和层次(level),where只是简单的起到过滤结果的作用。这个容易出错，不要以为where写在from后connect by前就认为where先执行，那是不正确的，看下面结果(scott下的表)：

--最普通的层次查询，根节点mgr is 确定只有一个，empno=7839为root

SQL> select empno,mgr,sys_connect_by_path(mgr,'->') ptree from emp

2 start with mgr is

3 connect by prior empno = mgr;

EMPNO MGR PTREE

----- ----- ---------------------------------------------------------------------------

7839 ->

7566 7839 ->->7839

7902 7566 ->->7839->7566

7369 7902 ->->7839->7566->7902

7698 7839 ->->7839

7499 7698 ->->7839->7698

7521 7698 ->->7839->7698

7654 7698 ->->7839->7698

7844 7698 ->->7839->7698

7900 7698 ->->7839->7698

7782 7839 ->->7839

7934 7782 ->->7839->7782

12 rows selected

--看start with增加了个or条件，那么现在的根就有两个，一个是上面的，另一个是mgr=7566,因此，下面的结果包含了：

--上面的结果，另外多了棵树的根是7566的，第1和第2行

--你的sql如果把start with中的flag=0却掉就是这种情况了，暂且不讨论你的connect by中flag=0去掉的情况

SQL> select empno,mgr,sys_connect_by_path(mgr,'->') ptree from emp

2 start with mgr is or mgr =7566

----- ----- ------------------------------------------------------------------------

7902 7566 ->7566

7369 7902 ->7566->7902

14 rows selected

--看增加where条件，只会的两行结果，但是mrg=7566所属的层次和所属的树都是没有变的，这相当于从两棵树上剪下两棵树枝，又叫树的修剪。

--可以看出where是在connect by之后起作用的，如果在之前起作用，就一个节点，何来树呢？看计划也可以的。

SQL> select empno,mgr,sys_connect_by_path(mgr,'->') ptree from emp

2 where mgr=7566

3 start with mgr is or mgr =7566

4 connect by prior empno = mgr

5 ;

EMPNO MGR PTREE

----- ----- --------------------------------------------------------------------

6、应用

1）查询每个等级上节点的数目

先查看总共有几个等级：

select count(distinct level) -- max(level)也可以

from s_emp

要查看每个等级上有多少个节点，只要按等级分组，并统计节点的数目即可，可以这样写：

select level,count(last_name)

connect by prior Elena' –被管理的节点

start with manager_id is –开始节点

connect by prior 成本' as name , as amount from dual union all

select 2,1 , '工资', from dual union all

select 3,2 , '基本工资', 1000 from dual union all

select 4,2 , '奖金' , 200 from dual union all

select 5,1 , '保险' , 400 from dual

)

SELECT root_id,SUM(amount)

FROM (select CONNECT_BY_ROOT(id) root_id,amount

from tmp

WHERE CONNECT_BY_ISLEAF=1

CONNECT BY PRIOR id = parentid

)

GROUP BY root_id;

--因为根节点没有amount,所以不需要去掉，如果有amount,而不需要包含根节点，则用10G的CONNECT_BY_ISLEAF=1只查子节点。

with tmp as (

select 1 as id , as parentid , '成本' as name , as amount from dual union all

SELECT id,parentid,name,

( SELECT SUM(amount) FROM

tmp a

-- WHERE CONNECT_BY_ISLEAF=1

START WITH a./'),2,

decode(instr(sys_connect_by_path(id,'/'),'/',1,2),

0,length(sys_connect_by_path(id,'/'))-1,

instr(sys_connect_by_path(id,'/'),'/',1,2)- instr(sys_connect_by_path(id,'/'),'/',1,1)-1 )

) root_id

8）找出指定层次中的叶子节点

Leaf(叶子)就是没有子孙的孤立节点。Oracle 10g提供了一个简单的connect_by_isleaf=1,0表示非叶子节点。

select level,id,manager_id,last_name, title from s_emp

where connect_by_isleaf=1 –表示查询叶子节点

下面的方法也可以，NOT EXISTS表示找到的没有子孙的节点，这种方法在10g之前比较好。

SELECT LEVEL,id,manager_id,last_name, title

FROM s_emp a

WHERE NOT EXISTS (SELECT 1 FROM s_emp b WHERE b.manager_id = a.id)

START WITH manager_id =2 CONNECT BY PRIOR 2008-10-1', 'YYYY-MM-DD') + ROWNUM - 1

FROM dual

CONNECT BY rownum <= to_date('2008-10-5', 'YYYY-MM-DD') -

to_date('2008-10-1', 'YYYY-MM-DD') + 1;

获取01到99

select case when length(rownum)=1 then to_char('0')||rownum else to_char(rownum) end

from dual

connect by rownum<=99;

select lpad(rownum,2,'0') from dual connect by rownum<=99;

9）在合并行上使用

比如：

create table t_test (l_pro_id varchar2(16), r_pro_id varchar2(16));

INSERT INTO t_test VALUES(1,10);

INSERT INTO t_test VALUES(1,11);

INSERT INTO t_test VALUES(1,12);

INSERT INTO t_test VALUES(1,13);

INSERT INTO t_test VALUES(1,14);

INSERT INTO t_test VALUES(1,15);

INSERT INTO t_test VALUES(1,16);

INSERT INTO t_test VALUES(1,17);

INSERT INTO t_test VALUES(2,2);

INSERT INTO t_test VALUES(2,3);

INSERT INTO t_test VALUES(2,4);

INSERT INTO t_test VALUES(2,5);

INSERT INTO t_test VALUES(2,6);

INSERT INTO t_test VALUES(2,7);

INSERT INTO t_test VALUES(2,8);

INSERT INTO t_test VALUES(2,9);

COMMIT;

要求结果

l_pro_id r_pro_list

--------------------------------

1 10,11,12,13,14,15,16,17

2 2,3,4,5,6,7,8,9

可以使用wmsys.wm_concat，也可以使用层次查询，这里用层次查询。

select l_pro_id,ltrim(max(sys_connect_by_path(r_pro_id,',')),',') --需要剔除第1个逗号

from

(select l_pro_id,r_pro_id,row_number over(partition by l_pro_id order by r_pro_id) rn from t_test)

start with rn =1

connect by prior rn = rn-1 and prior l_pro_1'||sys_connect_by_path(b,'->') path from t

where connect_by_isleaf=1

start with a=1

connect by prior b = a;

1->2->3->4->5->9

1->5->9

1->8->9

--这个找任意开始到结束节点，注意如果有循环的要加nocycle,10g才有

select *

from (select ltrim(sys_connect_by_path(a, '->') || '->' || b, '->') r

from t x

start with x.a = 1

connect by prior x.b = x.a)

where instr(r, '9') > 0

三、增强特性

1、SYS_CONNECT_BY_PATH

Oracle 9i提供了sys_connect_by_path(column,char)，其中column是字符型或能自动转换成字符型的列名。它的主要目的就是将父节点到当前节点的”path”按照指定的模式展现出现。这个函数只能使用在层次查询中。

例如，要求将s_emp表中的层次关系展现出来，并且将last_name按照’=>’展现。如root,则是=>root_last_name, level=2的就是=>root_last_name=>level_2_last_name,并且利用lpad格式化报表。语句是：

select last_name,

level,

id,

lpad(' ', level * 2 - 1) || sys_connect_by_path(last_name, '=>') –前面按层次加空格，--并且后面加上路径

connect by prior id = manager_id;

结果如图所示：

下面的是oracle10g新增特性。

2、CONNECT_BY_ISLEAF伪列

在oracle9i的时候，查找指定root下的叶子节点，是很复杂的，oracle10g引入了一个新的伪列，connect_by_isleaf,如果行的值为0表示不是叶子节点，1表示是叶子节点。

找出s_emp中找出manager_http://www.mmnpw.com/upload_files/toutiao/161009/201610091146393451" >

----找根节点为a,对应的所有叶子节点。

3、CONNECT_BY_ISCYCLE伪列和NOCYCLE关键字

如果从root节点开始找其子孙，找到一行，结果发生和祖先互为子孙的情况，则发生循环，Oracle会报ORA-01436: CONNECT BY loop in user data，在9i中只能将发生死循环的不加入到树中或删除，在10g中可以用nocycle关键字加在connect by之后，避免循环的参加查询操作。并且通过connect_by_iscycle得到哪个节点发生循环(也就是onnect_by_iscycle伪列只能与nocycle连用)。0表示未发生循环，1表示发生了循环，如：

结果是：

4、CONNECT_BY_ROOT

Oracle10g新增connect_by_root，用在列名之前表示此行的根节点的相同列名的值（这个和PRIOR一样，是层次查询的操作符）。如：

select connect_by_root last_name root_last_name, connect_by_root id root_id,

id,last_name,manager_id

结果为：

9i办法：用SYS_CONNECT_BY_PATH, 然后用INSTR, SUBSTR把第一截解析出来。

上面的可以改写为：

//选第2次出现分割符的位置，然后截取，因为根节点只有一个分隔符，所以加个decode.

5、使用SIBLINGS关键字排序

前面说了，对于层次查询如果用order by排序，比如order by last_name则是先做完层次获得level，然后按last_name排序，这样破坏了层次，比如特别关注某行的深度，按level排序，也是会破坏层次的。

在oracle10g中，增加了siblings关键字的排序。

语法：order siblings by

它会保护层次，并且在每个等级中按expre排序。

select level,

order siblings by last_name;

结果如图：

9i 办法：

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