MySQL 8.0 CTE 递归查询（Recursive CTE）的应用

好的，没问题！系好安全带，咱们这就开始一场妙趣横生的 MySQL 8.0 递归 CTE 之旅！🚀

各位观众老爷们，女士们先生们，欢迎来到“递归 CTE：从入门到入土（误）”的特别节目！

今天，咱们不谈什么高深的理论，也不搞那些晦涩难懂的公式，就用最接地气的方式，把 MySQL 8.0 的递归 CTE 扒个精光，让它在我们面前毫无秘密可言！

一、什么是递归 CTE？（别怕，没那么可怕！）

首先，咱们来聊聊 CTE。这玩意儿，全称 Common Table Expression，翻译过来就是“公共表表达式”。说白了，它就是一个临时的、命名的结果集，你可以在一个 SELECT、INSERT、UPDATE 或 DELETE 语句中引用它。

你可以把它想象成一个“一次性视图”，用完就扔，非常环保♻️！

那么，递归 CTE 又是什么呢？就是在 CTE 的基础上，加上了“递归”这两个字。也就是说，这个 CTE 可以在自己的定义中引用自己！

这就像什么呢？就像一个俄罗斯套娃，一层套一层，直到套出你想要的结果！或者更像电影《盗梦空间》里的梦中梦，一层又一层，让人欲罢不能！ 🤯

二、递归 CTE 的语法结构（其实很简单！）

别被“递归”两个字吓到，递归 CTE 的语法其实非常简单，就像一首优美的诗歌，朗朗上口：

WITH RECURSIVE cte_name AS (
    -- 初始查询（锚成员）
    SELECT ...
    UNION ALL
    -- 递归查询（递归成员）
    SELECT ... FROM cte_name WHERE ...
)
-- 最终查询
SELECT ... FROM cte_name;

• WITH RECURSIVE cte_name AS (…): 这是声明递归 CTE 的固定格式，cte_name 是你给这个 CTE 起的名字，随便你叫它“小可爱”、“大聪明”都行！
• 初始查询（锚成员）： 这是递归的起点，它返回第一批数据，就像俄罗斯套娃的最外层，或者盗梦空间的第一层梦境。
• UNION ALL： 这个关键字非常重要！它把初始查询和递归查询的结果合并在一起。注意，这里必须用 UNION ALL，不能用 UNION，因为 UNION 会去重，而递归 CTE 往往需要重复的数据。
• 递归查询（递归成员）： 这是递归的核心，它引用了 CTE 自身！在这个查询中，你需要指定递归的条件，也就是告诉 CTE 什么时候停止递归。就像俄罗斯套娃的嵌套逻辑，或者盗梦空间的梦境深度。
• 最终查询： 这是从 CTE 中提取数据的最终查询，就像俄罗斯套娃的最终形态，或者盗梦空间的最终醒来。

三、递归 CTE 的应用场景（简直不要太广！）

递归 CTE 就像一个万能工具，可以解决各种各样的问题。下面，咱们就来聊聊它的一些常见应用场景：

1. 树形结构的遍历：

   这是递归 CTE 最经典的应用场景之一。比如，你想查询某个组织的所有下属部门，或者某个员工的所有下属员工，都可以用递归 CTE 来实现。

   假设我们有一个 employees 表，包含员工的 id、name 和 manager_id（上级领导的 ID）字段。

   CREATE TABLE employees (
       id INT PRIMARY KEY,
       name VARCHAR(255) NOT NULL,
       manager_id INT
   );
   
   INSERT INTO employees (id, name, manager_id) VALUES
   (1, '张三', NULL),
   (2, '李四', 1),
   (3, '王五', 1),
   (4, '赵六', 2),
   (5, '钱七', 2),
   (6, '孙八', 3),
   (7, '周九', 3);

   现在，我想查询张三（id=1）的所有下属员工，可以用以下递归 CTE：

   WITH RECURSIVE subordinate AS (
       -- 初始查询：找到张三的信息
       SELECT id, name, manager_id, 0 AS level
       FROM employees
       WHERE id = 1
       UNION ALL
       -- 递归查询：找到所有 manager_id 等于 subordinate.id 的员工
       SELECT e.id, e.name, e.manager_id, s.level + 1
       FROM employees e
       INNER JOIN subordinate s ON e.manager_id = s.id
   )
   -- 最终查询：选择所有下属员工的信息
   SELECT id, name, level
   FROM subordinate;

   这个查询的结果如下：

   id	name	level
   1	张三	0
   2	李四	1
   3	王五	1
   4	赵六	2
   5	钱七	2
   6	孙八	2
   7	周九	2

   可以看到，这个查询成功地找到了张三的所有下属员工，并且还显示了他们的层级关系。

2. 生成序列：

   有时候，我们需要生成一个数字序列，比如从 1 到 100。用递归 CTE 可以轻松实现：

   WITH RECURSIVE numbers AS (
       -- 初始查询：生成第一个数字 1
       SELECT 1 AS n
       UNION ALL
       -- 递归查询：每次加 1，直到 n 大于 100
       SELECT n + 1 FROM numbers WHERE n < 100
   )
   -- 最终查询：选择所有生成的数字
   SELECT n FROM numbers;

   这个查询会生成一个从 1 到 100 的数字序列。

3. 计算累计值：

   有时候，我们需要计算某个值的累计值，比如计算每个月的累计销售额。用递归 CTE 也可以轻松实现：

   假设我们有一个 sales 表，包含 month（月份）和 amount（销售额）字段。

   CREATE TABLE sales (
       month INT PRIMARY KEY,
       amount DECIMAL(10, 2) NOT NULL
   );
   
   INSERT INTO sales (month, amount) VALUES
   (1, 1000.00),
   (2, 1500.00),
   (3, 2000.00),
   (4, 1800.00),
   (5, 2200.00);

   现在，我想计算每个月的累计销售额，可以用以下递归 CTE：

   WITH RECURSIVE cumulative_sales AS (
       -- 初始查询：选择第一个月的销售额作为初始累计值
       SELECT month, amount, amount AS cumulative_amount
       FROM sales
       WHERE month = (SELECT MIN(month) FROM sales)
       UNION ALL
       -- 递归查询：计算每个月的累计销售额
       SELECT s.month, s.amount, cs.cumulative_amount + s.amount
       FROM sales s
       INNER JOIN cumulative_sales cs ON s.month = cs.month + 1
   )
   -- 最终查询：选择所有月份和累计销售额
   SELECT month, cumulative_amount
   FROM cumulative_sales;

   这个查询的结果如下：

   month	cumulative_amount
   1	1000.00
   2	2500.00
   3	4500.00
   4	6300.00
   5	8500.00

   可以看到，这个查询成功地计算了每个月的累计销售额。

4. 图结构的遍历：

   与树形结构类似，递归 CTE 也可以用于遍历图结构。比如，你想查询某个城市的所有可达城市，或者某个社交网络用户的所有朋友的朋友，都可以用递归 CTE 来实现。

四、使用递归 CTE 的注意事项（小心驶得万年船！）

递归 CTE 虽然强大，但也需要注意一些事项，否则可能会掉进坑里：

1. 确保递归能够终止：

   这是最重要的一点！递归 CTE 必须有一个明确的终止条件，否则它会无限循环下去，直到服务器崩溃！😱

   在递归查询中，你需要指定一个 WHERE 子句，用于限制递归的深度。当满足终止条件时，递归查询就会停止。

2. 避免死循环：

   死循环是递归 CTE 的大敌！如果你的递归查询没有正确的终止条件，或者终止条件永远无法满足，就会导致死循环。

   为了避免死循环，你需要仔细检查你的递归查询，确保它能够正确地终止。

3. 性能问题：

   递归 CTE 的性能可能会比较差，特别是当数据量很大时。因为每次递归查询都需要扫描整个 CTE，这会消耗大量的 CPU 和内存资源。

   为了提高递归 CTE 的性能，你可以考虑以下几点：

   • 尽量减少递归的深度。
   • 使用索引来优化查询。
   • 避免在递归查询中使用复杂的计算。
   • 考虑使用其他方法来解决问题，比如迭代算法。

4. MAXRECURSION 限制：

   MySQL 默认限制了递归的深度，防止无限循环。你可以通过设置 max_execution_time 来控制递归的最大深度。

   SET SESSION max_sp_recursion_depth = 255;  --设置最大递归深度

五、实战案例：族谱查询（趣味性十足！）

为了让大家更好地理解递归 CTE，咱们来做一个有趣的实战案例：族谱查询！

假设我们有一个 family 表，包含 id、name 和 parent_id（父亲的 ID）字段。

CREATE TABLE family (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(255) NOT NULL,
    parent_id INT
);

INSERT INTO family (id, name, parent_id) VALUES
(1, '老祖宗', NULL),
(2, '爷爷', 1),
(3, '奶奶', 1),
(4, '爸爸', 2),
(5, '大伯', 2),
(6, '姑姑', 3),
(7, '我', 4),
(8, '堂弟', 5),
(9, '表妹', 6);

现在，我想查询老祖宗（id=1）的所有后代，可以用以下递归 CTE：

WITH RECURSIVE descendants AS (
    -- 初始查询：找到老祖宗的信息
    SELECT id, name, parent_id, 0 AS generation
    FROM family
    WHERE id = 1
    UNION ALL
    -- 递归查询：找到所有 parent_id 等于 descendants.id 的人
    SELECT f.id, f.name, f.parent_id, d.generation + 1
    FROM family f
    INNER JOIN descendants d ON f.parent_id = d.id
)
-- 最终查询：选择所有后代的信息
SELECT id, name, generation
FROM descendants;

这个查询的结果如下：

id	name	generation
1	老祖宗	0
2	爷爷	1
3	奶奶	1
4	爸爸	2
5	大伯	2
6	姑姑	2
7	我	3
8	堂弟	3
9	表妹	3

可以看到，这个查询成功地找到了老祖宗的所有后代，并且还显示了他们的辈分。

六、总结（干货满满！）

今天，咱们一起探索了 MySQL 8.0 递归 CTE 的奥秘，从基本概念到语法结构，再到应用场景和注意事项，都做了深入的讲解。

希望通过今天的学习，大家能够掌握递归 CTE 的使用方法，并且能够在实际工作中灵活运用它来解决各种问题。

记住，递归 CTE 就像一把双刃剑，用好了可以事半功倍，用不好可能会适得其反。所以，在使用它的时候，一定要小心谨慎，确保递归能够终止，并且避免死循环和性能问题。

好了，今天的节目就到这里，感谢大家的收看！咱们下期再见！ 👋