Hierarchical query-层次查询之START WITH CONNECT BY用法

Hierarchical query-层次查询中start with...connect by prior子句用法；

connect by 是结构化查询中用到的，其基本语法是： 
select ... from tablename start with 条件1 
connect by 条件2 
where 条件3; 
例： 
select level,empno,ename,job,mgr  from emp

start with empno=7566 or empno=7788

connect by prior empno=mgr;

简单说来是将一个树状结构存储在一张表里，比如一个表中存在两个字段: 
org_id,parent_id那么通过表示每一条记录的parent是谁，就可以形成一个树状结构。 
用上述语法的查询可以取得这棵树的所有记录。 
其中： 
条件1 是根结点的限定语句，也可以放在CONNECT BY后面。它后面所跟的就是递归的种子，也就是递归开始的地方；当然可以放宽限定条件，以取得多个根结点，实际就是多棵树。 
条件2 是连接条件，其中用PRIOR表示上一条记录，比如 CONNECT BY PRIOR org_id = parent_id就是说上一条记录的org_id 是本条记录的parent_id，即本记录的父亲是上一条记录。 
条件3 是过滤条件，用于对返回的所有记录进行过滤。

简单介绍如下： 
     早扫描树结构表时，需要依此访问树结构的每个节点，一个节点只能访问一次，其访问的步骤如下： 
     第一步：从根节点开始； 
     第二步：访问该节点； 
     第三步：判断该节点有无未被访问的子节点，若有，则转向它最左侧的未被访问的子节，并执行第二步，否则执行第四步； 
     第四步：若该节点为根节点，则访问完毕，否则执行第五步； 
     第五步：返回到该节点的父节点，并执行第三步骤。

扫描整个树结构的过程也即是顺序遍历树的过程。

1． 树结构的描述

树结构的数据存放在表中，数据之间的层次关系即父子关系，通过表中的列与列间的关系来描述，如EMP表中的EMPNO和MGR。EMPNO表示该雇员的编号，MGR表示领导该雇员的人的编号，即子节点的MGR值等于父节点的EMPNO值。在表的每一行中都有一个表示父节点的MGR（除根节点外），通过每个节点的父节点，就可以确定整个树结构。 
在SELECT命令中使用CONNECT BY 和START WITH 子句可以查询表中的树型结构关系。其命令格式如下： 
SELECT 。。。 CONNECT BY {PRIOR 列名1=列名2|列名1=PRIOR 裂名2}    [START WITH]； 
其中：CONNECT BY子句说明每行数据将是按层次顺序检索，并规定将表中的数据连入树型结构的关系中。PRIORY运算符必须放置在连接关系的两列中某一个的前面。对于节点间的父子关系，PRIOR运算符在一侧表示父节点，在另一侧表示子节点，从而确定查找树结构是的顺序是自顶向下还是自底向上。在连接关系中，除了可以使用列名外，还允许使用列表达式。START WITH 子句为可选项，用来标识哪个节点作为查找树型结构的根节点。若该子句被省略，则表示所有满足查询条件的行作为根节点。 
START WITH： 不但可以指定一个根节点，还可以指定多个根节点。 指定多个根节点可以用or。

2． 关于PRIOR

运算符PRIOR被放置于等号前后的位置，决定着查询时的检索顺序。 PRIOR后的字段也指定一个开始的节点；PRIOR在等号哪侧，哪侧是根节点/父节点。

若prior缺省，则只能查询到符合条件的起始行，并不进行递归查询；
PRIOR被置于CONNECT BY子句中等号的前面时，则强制从根节点到叶节点的顺序检索，即由父节点向子节点方向通过树结构，我们称之为自顶向下的方式。如： 
SCOTT@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from emp  start with empno=7566 or empno=7788 connect by prior empno=mgr;

SCOTT@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from emp  connect by prior empno=mgr start with  empno=7566 or empno=7788;

LEVEL      EMPNO ENAME      JOB              MGR
---------- ---------- ---------- --------- ----------
         1       7788 SCOTT      ANALYST         7566
         2       7876 ADAMS      CLERK           7788
         1       7566 JONES      MANAGER         7839
         2       7788 SCOTT      ANALYST         7566
         3       7876 ADAMS      CLERK           7788
         2       7902 FORD       ANALYST         7566
         3       7369 SMITH      CLERK           7902

PIROR运算符被置于CONNECT BY 子句中等号的后面时，则强制从叶节点到根节点的顺序检索，即由子节点向父节点方向通过树结构，我们称之为自底向上的方式。例如：

SCOTT@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from emp  start with empno=7788 connect by empno
         2       JONES      MANAGER        
         3       KING       PRESIDENT

3． 定义查找起始节点

在自顶向下查询树结构时，不但可以从根节点开始，还可以定义任何节点为起始节点，以此开始向下查找。这样查找的结果就是以该节点为开始的结构树的一枝。

4．使用LEVEL

在具有树结构的表中，每一行数据都是树结构中的一个节点，由于节点所处的层次位置不同，所以每行记录都可以有一个层号。层号根据节点与根节点的距离确定。不论从哪个节点开始，该起始根节点的层号始终为1，根节点的子节点为2， 依此类推。

5．节点和分支的裁剪

在对树结构进行查询时，可以去掉表中的某些行，也可以剪掉树中的一个分支，使用WHERE子句来限定树型结构中的单个节点，以去掉树中的单个节点，但它却不影响其后代节点（自顶向下检索时）或前辈节点（自底向顶检索时）。

6．排序显示

象在其它查询中一样，在树结构查询中也可以使用ORDER BY 子句，改变查询结果的显示顺序，而不必按照遍历树结构的顺序

二、使用WHERE或CONNECT BY子句中增加条件来修剪树枝和节点:

借用一张图：

从图中可以看到，使用WHERE字句删除的只是单个节点，节点下的树结构依然存在。

而在CONNECT BY中通过增加条件，可以删除节点及节点下的树结构。

如下两条SQL语句：

SCOTT@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from emp start with mgr is null connect by prior empno=mgr;
     LEVEL      EMPNO ENAME      JOB              MGR
---------- ---------- ---------- --------- ----------
         1       7839 KING       PRESIDENT
         2       7566 JONES      MANAGER         7839
         3       7788 SCOTT      ANALYST         7566
         4       7876 ADAMS      CLERK           7788
         3       7902 FORD       ANALYST         7566
         4       7369 SMITH      CLERK           7902
         2       7698 BLAKE      MANAGER         7839
         3       7499 ALLEN      SALESMAN        7698
         3       7521 WARD       SALESMAN        7698
         3       7654 MARTIN     SALESMAN        7698
         3       7844 TURNER     SALESMAN        7698
         3       7900 JAMES      CLERK           7698
         2       7782 CLARK      MANAGER         7839
         3       7934 MILLER     CLERK           7782
使用WHERE过滤，可以看到empno=7788的行没显示，empno=7788行的子节点显示了

SCOTT@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from emp where empno!=7566 start with mgr is null connect by prior empno=mgr;

LEVEL      EMPNO ENAME      JOB              MGR
---------- ---------- ---------- --------- ----------
         1       7839 KING       PRESIDENT
         3       7788 SCOTT      ANALYST         7566
         4       7876 ADAMS      CLERK           7788
         3       7902 FORD       ANALYST         7566
         4       7369 SMITH      CLERK           7902
         2       7698 BLAKE      MANAGER         7839
         3       7499 ALLEN      SALESMAN        7698
         3       7521 WARD       SALESMAN        7698
         3       7654 MARTIN     SALESMAN        7698
         3       7844 TURNER     SALESMAN        7698
         3       7900 JAMES      CLERK           7698
         2       7782 CLARK      MANAGER         7839
         3       7934 MILLER     CLERK           7782

13 rows selected.
可以用WHERE过滤年根节点的7839 KING，其它子节点的员工可以显示。
SCOTT@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from emp where empno!=7839 start with mgr is null connect by prior empno=mgr;
     LEVEL      EMPNO ENAME      JOB              MGR
---------- ---------- ---------- --------- ----------
         2       7566 JONES      MANAGER         7839
         3       7788 SCOTT      ANALYST         7566
         4       7876 ADAMS      CLERK           7788
         3       7902 FORD       ANALYST         7566
         4       7369 SMITH      CLERK           7902
         2       7698 BLAKE      MANAGER         7839
         3       7499 ALLEN      SALESMAN        7698
         3       7521 WARD       SALESMAN        7698
         3       7654 MARTIN     SALESMAN        7698
         3       7844 TURNER     SALESMAN        7698
         3       7900 JAMES      CLERK           7698
         2       7782 CLARK      MANAGER         7839
         3       7934 MILLER     CLERK           7782
13 rows selected.

使用CONNECT BY中的条件，empno!=7566;将此条数据和属于它的子节点都过滤了。

SCOTT@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from emp start with mgr is null connect by prior empno=mgr andempno!=7566;
     LEVEL      EMPNO ENAME      JOB              MGR
---------- ---------- ---------- --------- ----------
         1       7839 KING       PRESIDENT
         2       7698 BLAKE      MANAGER         7839
         3       7499 ALLEN      SALESMAN        7698
         3       7521 WARD       SALESMAN        7698
         3       7654 MARTIN     SALESMAN        7698
         3       7844 TURNER     SALESMAN        7698
         3       7900 JAMES      CLERK           7698
         2       7782 CLARK      MANAGER         7839
         3       7934 MILLER     CLERK           7782
9 rows selected.
使用CONNECT BY中的条件，empno!=7839;来过滤7839 KING，发现并没有将此节点及所有子节点过滤。--可能是都过滤了语句就没意义了。
SCOTT@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from emp start with mgr is null connect by prior empno=mgr and empno!=7839;

LEVEL      EMPNO ENAME      JOB              MGR
---------- ---------- ---------- --------- ----------
         1       7839 KING       PRESIDENT
         2       7566 JONES      MANAGER         7839
         3       7788 SCOTT      ANALYST         7566
         4       7876 ADAMS      CLERK           7788
         3       7902 FORD       ANALYST         7566
         4       7369 SMITH      CLERK           7902
         2       7698 BLAKE      MANAGER         7839
         3       7499 ALLEN      SALESMAN        7698
         3       7521 WARD       SALESMAN        7698
         3       7654 MARTIN     SALESMAN        7698
         3       7844 TURNER     SALESMAN        7698
         3       7900 JAMES      CLERK           7698
         2       7782 CLARK      MANAGER         7839
         3       7934 MILLER     CLERK           7782
14 rows selected.

三、关于层次查询的执行计划和性能探讨

有的文档中说到层次查询会多次访问表来执行递归查询。通过执行下面两条SQL语句及执行计划来看，执行计划并没有多次访问。---是语句不够复杂？

在CONNECT BY中加入过滤条件，从执行计划可以看到执行一次全表扫描，然后用CONNECT BY中过滤条件进行过滤。

BYS@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from scott.emp start with mgr is null connect by prior empno=mgr and empno!=7839;
     LEVEL      EMPNO ENAME      JOB              MGR
---------- ---------- ---------- --------- ----------
         1       7839 KING       PRESIDENT
         2       7566 JONES      MANAGER         7839
         3       7788 SCOTT      ANALYST         7566
         4       7876 ADAMS      CLERK           7788
         3       7902 FORD       ANALYST         7566
         4       7369 SMITH      CLERK           7902
         2       7698 BLAKE      MANAGER         7839
         3       7499 ALLEN      SALESMAN        7698
         3       7521 WARD       SALESMAN        7698
         3       7654 MARTIN     SALESMAN        7698
         3       7844 TURNER     SALESMAN        7698
         3       7900 JAMES      CLERK           7698
         2       7782 CLARK      MANAGER         7839
         3       7934 MILLER     CLERK           7782
14 rows selected.
Elapsed: 00:00:00.01

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 763482334
------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                               | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT                        |      |    14 |   546 |     4  (25)| 00:00:01 |
|*  1 |  CONNECT BY NO FILTERING WITH START-WITH|      |       |       |            |          |
|   2 |   TABLE ACCESS FULL                     | EMP  |    14 |   308 |     3   (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
   1 - access("MGR"=PRIOR "EMPNO")
       filter("EMPNO"<>7839 AND "MGR" IS NULL)
Statistics
----------------------------------------------------------
          0  recursive calls
          0  db block gets
          7  consistent gets
          0  physical reads
          0  redo size
       1032  bytes sent via SQL*Net to client
        419  bytes received via SQL*Net from client
          2  SQL*Net roundtrips to/from client
          2  sorts (memory)
          0  sorts (disk)
         14  rows processed

使用WHERE来过滤指定节点的执行计划，同使用仅CONNECT BY过滤类似。

从执行计划可以看到执行一次全表扫描，然后用CONNECT BY中过滤条件进行过滤，再用WHERE中条件过滤。
BYS@bys1>select level,empno,ename,job,mgr  from scott.emp where empno!=7839 start with mgr is null connect by prior empno=mgr;

LEVEL      EMPNO ENAME      JOB              MGR
---------- ---------- ---------- --------- ----------
         2       7566 JONES      MANAGER         7839
         3       7788 SCOTT      ANALYST         7566
         4       7876 ADAMS      CLERK           7788
         3       7902 FORD       ANALYST         7566
         4       7369 SMITH      CLERK           7902
         2       7698 BLAKE      MANAGER         7839
         3       7499 ALLEN      SALESMAN        7698
         3       7521 WARD       SALESMAN        7698
         3       7654 MARTIN     SALESMAN        7698
         3       7844 TURNER     SALESMAN        7698
         3       7900 JAMES      CLERK           7698
         2       7782 CLARK      MANAGER         7839
         3       7934 MILLER     CLERK           7782

13 rows selected.
Elapsed: 00:00:00.01
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3008947215
-------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                                | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-------------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT                         |      |    14 |   546 |     4  (25)| 00:00:01 |
|*  1 |  FILTER                                  |      |       |       |            |          |
|*  2 |   CONNECT BY NO FILTERING WITH START-WITH|      |       |       |            |          |
|   3 |    TABLE ACCESS FULL                     | EMP  |    14 |   308 |     3   (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
   1 - filter("EMPNO"<>7839)
   2 - access("MGR"=PRIOR "EMPNO")
       filter("MGR" IS NULL)
Statistics
----------------------------------------------------------
          1  recursive calls
          0  db block gets
          7  consistent gets
          0  physical reads
          0  redo size
       1004  bytes sent via SQL*Net to client
        419  bytes received via SQL*Net from client
          2  SQL*Net roundtrips to/from client
          2  sorts (memory)
          0  sorts (disk)
         13  rows processed