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在有序数据表中实现多记录上移下移置顶置底算法思路

jyGinger 2019-02-23 13:12:00 阅读数:231 评论数:0 点赞数:0 收藏数:0

  1. 引言

    数据库应用中常需要在一个有序数据子集中,对指定的若干条记录进行上下移动。例如,管理员需要对新闻列表中的若干条新闻置顶,考试出卷时需要对选定题目进行上下移动重排顺序,等等。

    总的应该场景在数据表中可以概括为如下模型:

    数据表 TblData(id,fid,rank),id表示记录的唯一标识,fid指记录的父节点,rank代表父节点下兄弟的前后顺序,依次从1递增,没有空隙。

    问题是要对相同fid下选中的若干个节点进行上下移动,如图1中的2个示例:

    图 1 上移操作示例图

    左侧示例是对第5、6两个连续的记录上移,右侧示例是对第4和6个有间隔的记录上移。上移后,要移动的记录间的间隔保持不变。现实中,选中记录的位置和数量都是随机的,移动方向有“上移”1位,“下移”1位,“置顶”和“置底”。该需求进入存储过程的参数可归结为  PROCEDURE Reorder(OUT out_errno INT, IN in_ids TEXT, IN in_n INT UNSIGNED, IN in_direction),其中,out_errno 用于返回状态码,in_ids 是要移动的多个 id,以“,”分隔;in_n 是要移动的 id 数量;in_direction 是移动方向,取值是"up","down","top","bottom"。

  2. 上移操作

    以块为单位的上移

    以向上移动(上移或置顶)为例(如图2所示),将连续的记录看作一个块,按升序依次对各块进行上移操作。示例中有3个块,因此需要移动3次。

    图2 上移操作块示意图

    特定块的上移

    对具体的块的移动,需要确定移动的步长(step)和块中的记录数(size)。通过第1块可以确定移动的步长,并且该步长对所有块都适用,即,所有块移动的步长都和第1块相同。图2中,如果进行“上移”,则移动的步长是 step = 1;如果进行“置顶”,则移动的步长是 step = 4。不同块中的记录数可能不同。图2中第1块的记录是5和6,因此记录数是 size = 2。

    以块1的“置顶”操作为例(如图3所示)。以要移动的记录5作为基准点,current=5,对其上面步长范围内的记录下移,并对其下面块中记录数范围内的记录上移,即,对[current-step,current-1]范围的记录作下移 (+size),对[current,current+size-1]范围的记录上移 (-step)。

     

    图3 特定块的上移示意图

    该过程通过1条SQL语句可以实现:

    UPDATE TblData
    SET rank=rank+IF(rank<current,size,-step)
    WHERE fid=l_fid -- 其中,l_fid 是指记录共同的父节点编号
    AND rank BETWEEN current-step AND current+size-1
  3. 下移操作

    下移过程和上移过程类似,区别是移动要从下面的块开始(即,编号大的块),与下面的记录进行交换(如图4所示)。

    图4 特定块的下移示意图

  4. 以块为操作单位的可选方案

    从前文可以看出,确定移动步长(step)和块内记录数(size)起到关键作用。 移动步长根据第1块(上移操作)或最后1块(下移操作)很容易确定。 但对于块内记录数却不那么容易,需要设置游标判断相邻两条记录是否连续,是否有间隙,还要进行记数,并在存在间隙时需要暂停,转去执行具体块的移动操作。 可选方案是对要移动的记录不作分块处理,即每条要移动的记录都看作一个块进行移动。 这样带来的后果是:
    • 图2示例中,若按块移动,则需移3次(因为有3个块需要上移);若不分块移动,则需移动4次(因为有4条记录需要上移)。移动次数取决于块数和记录数的区别。
    • 图2示例中,若按块移动,则需要确定每1块的记录数(第1块是2,第2和3块都是1);若不分块移动,则不需要确定每块记录数,或可以看成每块记录数都是1。是否省去了统计块内记录数的区别。
    • 效率上,主要取决于块数和记录数;逻辑上,后者更简单清晰。因此,本人倾向后者。
  5. 完整实现代码

    使用MySQL存储过程实现上述功能,参考代码如下。假设传入参数在数据库外的合法性已经保证,数据库内的合法性需要验证;假设要移动的记录数大于0;假设数据表中记录都是有序连续的。
    DROP PROCEDURE IF EXISTS Reorder;
    CREATE PROCEDURE Reorder(
      OUT out_errno INT,
      IN in_ids TEXT,
      IN in_n INT UNSIGNED,
      IN in_direction VARCHAR(16)
    )
    -- block0 是整个程序最外层的范围,其中还包含 block1(检测合法性) 和 block2(实际移动操作)
    block0: BEGIN
      DECLARE
          l_rank_max,  -- 用于记录最大Rank值,也即记录总数
          l_fid            -- 用于记录父节点编号
      INT UNSIGNED;
      -- block1 对传入参数在数据库端合法性进行检测
      block1: BEGIN
        -- 将要移动的记录存入临时表 t0(id,rank,processed)
        -- 其中,processed用于block2中循环处理待移动记录的标记
        IF TRUE THEN 
          DROP TEMPORARY TABLE IF EXISTS t0;
          SET @sql = CONCAT('
            CREATE TEMPORARY TABLE t0
            SELECT id, rank,'no' processed
            FROM TblData 
            WHERE id IN(',in_ids,')
            ORDER BY rank ',IF(in_direction IN('up','top'),'ASC','DESC'),'   -- 要移动的记录,若上移,则按rank升序排列,否则降序
          ');
          PREPARE s FROM @sql;EXECUTE PREPARE s;DEALLOCATE PREPARE s;
        END IF;
        -- 101 检测要移动的记录是否都存在
        IF (SELECT COUNT(id) FROM t0)<>in_n THEN
          SET out_errno = 101;
          LEAVE block0;
        END IF;
        -- 102 要移动的记录都隶属于同一父节点
        IF (
          SELECT COUNT(DISTINCT fid) FROM t0
        )>1 THEN 
          SET out_errno = 102;
          LEAVE block0;
        END IF;
        SET l_fid = (SELECT fid FROM t0 LIMIT 1);
        SET l_rank_max = (SELECT MAX(rank) FROM TblData WHERE fid=l_fid);

        IF in_direction IN('up','top') THEN
          -- 103 如果上移,是否已经在顶端
          IF (
            SELECT rank=1 FROM t0 
            LIMIT 1
          ) THEN 
            SET out_errno = 103;
            LEAVE block0;
          END IF;
        ELSE
          -- 104 如果下移,是否已经在底端
          IF (
            SELECT rank=l_rank_max
            FROM t0 
            LIMIT 1
          ) THEN 
            SET out_errno = 104;
            LEAVE block0;
          END IF;
        END IF;
      END block1;

      block2: BEGIN
        DECLARE l_step, l_size, l_current INT UNSIGNED;
        SET l_size = 1; 
        IF in_direction IN('up','top') THEN
          -- 上移操作
          SET l_step = IF(
            in_direction='up',
            1,
            (SELECT rank-1 FROM t0 LIMIT 1)
          );
          myloopup: LOOP
            -- 所有要移动的记录都已经处理完
            IF NOT (
              SELECT id FROM t0
              WHERE processed='no'
              LIMIT 1
            ) THEN 
              LEAVE myloopup;
            END IF;
            -- 对要移动的记录 t0.processed='no' 的记录进行上移 
            SET l_current = (SELECT rank FROM t0 WHERE processed='no' LIMIT 1);
            UPDATE TblData
            SET rank=IF(rank<l_current,+l_size,-l_step)
            WHERE fid=l_fid
            AND rank BETWEEN l_current-l_step AND l_current+l_size-1;
            -- 设置标记位,表示已经处理过
            UPDATE t0 SET processed='yes' WHERE processed='no' LIMIT 1;
          END LOOP myloopup;
        ELSE
          -- 下移操作
          SET l_step = IF(
            in_direction='down',
            1,
            (SELECT l_rank_max-rank FROM t0 LIMIT 1)
          );
          myloopdown: LOOP
            IF NOT(
              SELECT id FROM t0
              WHERE processed='no'
              LIMIT 1
            ) THEN 
              LEAVE myloopdown;
            END IF;
            SET l_current = (SELECT rank FROM t0 WHERE processed='no' LIMIT 1);
            UPDATE TblData
            SET rank=rank+IF(rank>=l_current,-l_size,+l_step)
            WHERE fid=l_fid
            AND rank BETWEEN l_current-l_size+1 AND l_current+l_step;
            -- 设置标记位,表示已经处理过
            UPDATE t0 SET processed='yes' WHERE processed='no' LIMIT 1;
          END loop myloopdown;
        END IF;
        SET out_errno = 0; -- 表示移动完成
      END block2;
    END block0
    上述源代码中,上移和下移的过程可以合并,但展示的逻辑会略复杂,相对难理解。读者若希望合并,可自行改写代码。
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