SQLite中使用CTE巧解多级分类的级联查询

在最近的活字格项目中使用ActiveReports报表设计器设计一个报表模板时，遇到一个多级分类的难题：需要将某个部门所有销售及下属部门的销售金额汇总，因为下属级别的层次不确定，所以靠拼接子查询的方式显然是不能满足要求，经过一番实验，利用了CTE（Common Table Expression）很轻松解决了这个问题！

举例：有如下的部门表

以及员工表

如果想查询所有西北区的员工（包含西北、西安、兰州），如下图所示：

如何用CTE的方式实现呢？

Talk is cheap. Show me the code

-- 以下代码使用SQLite 3.18.0 测试通过
WITH
    [depts]([dept_id]) AS(
        SELECT [d].[dept_id]
        FROM   [dept] [d]
               JOIN [employees] [e] ON [d].[dept_id] = [e].[dept_id]
        WHERE  [e].[emp_name] = '西北-经理'
        UNION ALL
        SELECT [d].[dept_id]
        FROM   [dept] [d]
               JOIN [depts] [s] ON [d].[parent_id] = [s].[dept_id]
    )
SELECT *
FROM   [employees]
WHERE  [dept_id] IN (SELECT [dept_id]
       FROM   [depts]);

可能有些同学对CTE（Common Table Expression）还不太熟悉，这里简单说一下，有兴趣的同学可以google或者百度，介绍很多（这里以SQLite举例）：

我还是更喜欢称CTE（Common Table Expression）为“公用表变量”而不是“公用表达式”，因为从行为和使用场景上讲，CTE更多的时候是产生（分迭代或者不迭代）结果集，供其后的语句使用（查询、插入、删除或更新），如上述的例子就是一个典型的利用迭代遍历树形结构数据。

CTE的优点：

• 递归的特点使得原本需要使用临时表、存储过程才能完成的逻辑，通过SQL就可以完成，尤其针对一些树或者是图的数据模型
• 因为是会话内的临时结果集，不需要去显示的声明或销毁
• 改写后的SQL语句可读性提高（看的明白才能修改）
• 给数据库引擎优化执行计划的可能性（这个不是肯定的，需要根据具体CTE的实现有关），优化了执行计划，自然地性能就能上升

为了更好的说明CTE的能力，这里附上两个例子（转自SQLite官网文档）

曼德勃罗集合（Mandelbrot set）

-- 以下代码使用SQLite 3.18.0 测试通过
WITH RECURSIVE
  xaxis(x) AS (VALUES(-2.0) UNION ALL SELECT x+0.05 FROM xaxis WHERE x<1.2),
  yaxis(y) AS (VALUES(-1.0) UNION ALL SELECT y+0.1 FROM yaxis WHERE y<1.0),
  m(iter, cx, cy, x, y) AS (
    SELECT 0, x, y, 0.0, 0.0 FROM xaxis, yaxis
    UNION ALL
    SELECT iter+1, cx, cy, x*x-y*y + cx, 2.0*x*y + cy FROM m
     WHERE (x*x + y*y) < 4.0 AND iter<28
  ),
  m2(iter, cx, cy) AS (
    SELECT max(iter), cx, cy FROM m GROUP BY cx, cy
  ),
  a(t) AS (
    SELECT group_concat( substr(' .+*#', 1+min(iter/7,4), 1), '')
    FROM m2 GROUP BY cy
  )
SELECT group_concat(rtrim(t),x'0a') FROM a;

运行后的结果，如下图：（使用SQLite Expert Personal 4.2 x64）

数独问题（Sudoku）

假设有类似下图的问题：

-- 以下代码使用SQLite 3.18.0 测试通过
WITH RECURSIVE
  input(sud) AS (
    VALUES('53..7....6..195....98....6.8...6...34..8.3..17...2...6.6....28....419..5....8..79')
  ),
  digits(z, lp) AS (
    VALUES('', 1)
    UNION ALL SELECT
    CAST(lp+1 AS TEXT), lp+1 FROM digits WHERE lp<9
  ),
  x(s, ind) AS (
    SELECT sud, instr(sud, '.') FROM input
    UNION ALL
    SELECT
      substr(s, 1, ind-1) || z || substr(s, ind+1),
      instr( substr(s, 1, ind-1) || z || substr(s, ind+1), '.' )
     FROM x, digits AS z
    WHERE ind>0
      AND NOT EXISTS (
            SELECT 1
              FROM digits AS lp
             WHERE z.z = substr(s, ((ind-1)/9)*9 + lp, 1)
                OR z.z = substr(s, ((ind-1)%9) + (lp-1)*9 + 1, 1)
                OR z.z = substr(s, (((ind-1)/3) % 3) * 3
                        + ((ind-1)/27) * 27 + lp
                        + ((lp-1) / 3) * 6, 1)
         )
  )
SELECT s FROM x WHERE ind=0;

执行结果（结果中的数字就是对应格子中的答案）

附：SQLite中CTE（WITH关键字）语法图解：

WITH

cte-table-name

Select-stmt:

总结

CTE是解决一些特定问题的利器，但了解和正确的使用是前提，在决定将已有的一些SQL重构为CTE之前，确保对已有语句有清晰的理解以及对CTE足够的学习！Good Luck~~~

附件：用到的SQL脚本

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