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MongoDB树模型：获取所有祖先，获取所有后代

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我有一个任意的树结构

数据结构示例： 每个节点和叶都有两个属性：
id
和
name

重要问题： 
1.
给出了一个叶id。查询应该返回从根到叶的整个路径，以及所有节点的
id
和
name
属性

如果返回值是节点的排序数组，或者是嵌套节点的对象，则不重要

示例：如果给出了
leaf2
的
id
，则查询应返回：
root（id，name）、node1（id，name）、leaf2（id，name）

2.
给定任何节点
id
：获取整个（子）树。在这里，最好检索一个对象，其中每个节点都有一个子数组

思想、尝试和错误： 
1.：
首先，我试图简单地将树建模为单个JSON文档，但随后查询将变得不可能：无法确定叶的嵌套级别。如果我知道
id
s从根到叶的整个路径，我就必须使用带有多个位置运算符的投影，而MongoDB目前不支持这一点。此外，由于嵌套可能是无限的，因此无法为叶
ids
编制索引

2.：
下一个想法是使用平面数据设计，其中每个节点都有一个数组，其中包含节点的祖先ID：

{
  id: ...,
  name: ...,
  ancestors: [ rootId, node1Id, ... ]
}
这样，我必须进行两次查询，以获得从根到某个节点或叶的整个路径，这非常好

问题： 如果我选择数据模型
2.
：如何获得整个树或子树

获取所有子代很容易：
find（{祖先：myStartingNodeId}）
。但这些当然不会被排序或嵌套

有没有办法使用聚合框架或完全不同的数据模型来解决这个问题

谢谢大家!

MongoDB不是图形数据库，不提供图形遍历操作，因此没有直接的解决方案

您可以使用第2点中描述的数据模型。（具有祖先列表的节点），查询
查找（{祖先：“myStartingNodeId”}）
并将结果排序/嵌套到应用程序代码中

另一种可能是使用数据模型，其中
\u id
（或某些其他字段）表示完整路径，例如
'root.node1.node2'
。然后，可以将图形查询转换为子字符串查询，只需按此
\u id
排序即可实现正确的排序（我希望如此）

更新：顺便说一句，MongoDB文档中描述了一些树结构模式：

以下是我最终提出的数据结构。它针对读取查询进行了优化。有些写查询（如移动子树）可能会很痛苦

{
  id: "...",
  ancestors: ["parent_node_id", ..., "root_node_id"], // order is important!
  children: ["child1_id", "child2_id", ...]
}
好处：
  • 易于获取子树的所有文档

  • 从某个节点到根节点轻松获取所有文档

  • 易于检查某些文档是否是某个节点的父/子/祖先/后代

  • 孩子们被分类了。可以通过更改
    子项
    数组顺序轻松移动

如何使用它：
  • 按ID获取：
    findOne（{ID:“…”}）

  • 获取父项：
    findOne（{children:“…”}）

  • 获取所有祖先：首先按ID获取，然后获取祖先数组并查找与给定ID列表匹配的所有文档

  • 获取所有子项：
    find（{'祖先.0'：“…”}）

  • 获取所有子体：
    find（{祖先：“…”}）

  • 获取x代以下的所有子代：
    find（{$and:[{祖先：“…”}，{祖先：{$size:x}}]}）

缺点：
  • 应用程序代码必须遵循正确的顺序

  • 应用程序代码必须构建嵌套对象（使用MongoDB聚合框架可能实现这一点）

  • 每次插入
    都必须使用2个查询来完成
  • 在节点之间移动整个子树必须更新大量文档

您可以使用
graphLookup

文件：

我知道MongoDB不是图形数据库，但我不想为那个用例使用额外的数据库。也许另一种选择是存储两个数据模型，然后查询最适合的模型？关键是：树将创建一次，然后每隔几个月修改一次。虽然不会有任何相关的开销。你怎么看？我不喜欢模型1——嵌套文档——因为它太动态了。正如您所写的，编写查询或索引很难或不可能。如果图形增长过大，则可能会达到文档大小限制（16MB）。我在处理大量大型文档方面的经验不好，因为在网络、反序列化等方面存在开销。但是你可以使用它。我会将“主要数据”存储在单独的文档（模型2）中，但您可以将它们聚合到“模型1”文档中作为缓存。我知道我的模型有点修改：我在每个节点中添加了一个
子节点
数组，因此我可以在树中轻松地向前和向后移动，对于每个节点，我可以立即看到是否有子元素，或者它是否是一片叶子。那么关于模型1：我将完全忽略它。在查询之后，必须有人从数据中创建（在我的例子中）Java对象，不管是由框架还是我自己创建。通过这种方式，我甚至可以在飞行中使用附加信息来丰富数据。

{
  id: "...",
  ancestors: ["parent_node_id", ..., "root_node_id"], // order is important!
  children: ["child1_id", "child2_id", ...]
}