如何编写一个 SQLAlchemy 查询来返回图中节点的所有后代？

Question

我正在开发一个应用程序，其中我的数据库对象通常有多个父级和多个子级，并且希望创建一个 SQLAlchemy 查询来返回对象的所有后代。

意识到我基本上是在尝试将图形存储在 SQL 数据库中，我发现设置自引用多对多模式可以让我大部分完成任务，但我在编写查询以返回所有后代时遇到了问题一个节点的。我尝试遵循SQLA 的递归 CTE 示例，这看起来是正确的方法，但在使其工作时遇到了问题。我认为我的情况与示例不同，因为在我的情况下，对Node.child(and Node.parent) 的查询返回检测列表而不是 ORM 对象。

无论如何，下面的代码将建立一个简单的有向非循环断开图，如下所示（其中方向被推断为从较高的行到较低的行）：

a   b    c
 \ / \   |
  d   e  f
  |\ /
  g h     
  |
  i

我正在寻找一些帮助编写一个查询，该查询将为我提供节点的所有后代。

• get_descendants(d)应该返回 g、h、i

• get_descendants(b)应该返回 d、e、g、h、i

示例代码：

a   b    c
 \ / \   |
  d   e  f
  |\ /
  g h     
  |
  i

Answer 1

解决方案

以下出奇简单的自引用多对多递归 CTE 查询将返回查找 的所有后代的所需结果b：

nodealias = aliased(Node)

descendants = session.query(Node)\
    .filter(Node.id == b.id) \
    .cte(name="descendants", recursive=True)

descendants = descendants.union(
    session.query(nodealias)\
    .join(descendants, nodealias.parent)
)

测试用

for item in session.query(descendants):
    print(item.property_1, item.property_2)

产量：

b 2
d 4
e 5
g 7
h 8
i 9

b这是其所有后代的正确列表。

完整的工作示例代码

此示例向类添加了一个方便的函数，Node用于返回对象的所有后代，同时还计算从其自身到其所有后代的路径：

b 2
d 4
e 5
g 7
h 8
i 9

输出：

from sqlalchemy.orm import aliased
from sqlalchemy import Column, ForeignKey, Integer, Table, Text
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import relationship
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

engine = create_engine('sqlite://', echo=True)
Session = sessionmaker(bind=engine)

session = Session()

Base = declarative_base()

association_table = Table('association_table', Base.metadata,
                           Column('parent_id', Integer, ForeignKey('node.id'), primary_key=True),
                           Column('child_id', Integer, ForeignKey('node.id'), primary_key=True))


class Node(Base):
    __tablename__ = 'node'
    id = Column(Integer, primary_key=True)
    property_1 = Column(Text)
    property_2 = Column(Integer)

    # http://docs.sqlalchemy.org/en/latest/orm/join_conditions.html#self-referential-many-to-many-relationship
    child = relationship('Node',
                            secondary=association_table,
                            primaryjoin=id==association_table.c.parent_id,
                            secondaryjoin=id==association_table.c.child_id,
                            backref='parent'
                            )

    def descendant_nodes(self):
        nodealias = aliased(Node)
        descendants = session.query(Node.id, Node.property_1, (self.property_1 + '/' + Node.property_1).label('path')).filter(Node.parent.contains(self))\
            .cte(recursive=True)
        descendants = descendants.union(
            session.query(nodealias.id, nodealias.property_1, (descendants.c.path + '/' + nodealias.property_1).label('path')).join(descendants, nodealias.parent)
        )
        return session.query(descendants.c.property_1, descendants.c.path).all()


Base.metadata.create_all(engine)

a = Node(property_1='a', property_2=1)
b = Node(property_1='b', property_2=2)
c = Node(property_1='c', property_2=3)
d = Node(property_1='d', property_2=4)
e = Node(property_1='e', property_2=5)
f = Node(property_1='f', property_2=6)
g = Node(property_1='g', property_2=7)
h = Node(property_1='h', property_2=8)
i = Node(property_1='i', property_2=9)



session.add_all([a, b, c, d, e, f, g, h, i])
a.child.append(d)
b.child.append(d)
d.child.append(g)
d.child.append(h)
g.child.append(i)
b.child.append(e)
e.child.append(h)
c.child.append(f)
e.child.append(i)

session.commit()


for item in b.descendant_nodes():
    print(item)

session.close()


"""
Graph should be setup like this:

a   b    c
 \ / \   |
  d   e  f
  |\ /|
  g h |    
  +---+
  i

"""

评论

• 查看SQL Alchemy 文档以了解自引用查询很有帮助
• 我前几次尝试的问题是我尝试使用 SQL Alchemy常见关系运算符，例如any()、contains()和has()而不是自引用联接操作
• 我还发现了一个有用的 SO 条目，可以在原始 SQL 中执行我想要的操作。