多叉树实现类目体系

1. 引言

电商类的网站（比如：京东）为了便于用户浏览商品，建立了一套类目体系，对商品进行各种粗细粒度的划分。类似地，用户画像的标签体系也划分多层级的结构。在做标签洞察时，需要将这种带有层级的体系序列化json，提供给前端。但是，标签体系是存储在MySQL数据库中，为平铺化的表结构，如何将其表达为具有层次的数据结构呢？多叉树（Multiway Tree）正好能完美地诠释类目体系，比如，一篇论文的结构对应于一棵多叉树，如下图所示：

从上图可以看出，不同于二叉树，多叉树的非叶子节点的孩子节点数目可以为任意整数，而不仅局限于1或2。

2. 代码实现

数据库读取

用DBUtils封装从父节点得到所有子节点的方法：

public List<IDName> getChildren(String id) {
  ResultSetHandler<List<IDName>> h = new BeanListHandler<>(IDName.class);
  try {
    List<IDName> results = run.query("select ...", h, id);
    if (results.size() == 0) {
      results = run.query("select ...", h, id);
    }
    return results;
  } catch (SQLException e) {
    System.err.println("sql exception");
  }
  return null;
}

定义

多叉树的树节点定义如下：

public class TagTreeNode {
  private String id;
  private String name;
  private List<TagTreeNode> children = new LinkedList<>();

  public TagTreeNode(String id, String name) {
    this.id = id;
    this.name = name;
  }
  
  // gettter & setter
}

id与name为节点的属性值，children为子节点list。

构造

多叉树的构造大致分为两类：BFS与DFS。数据库读取拿到的是父节点所有的子节点，因此只能采取BFS来构造了。众所周知，BFS遍历时需要借助队列用以缓存以访问的节点，Java实现代码如下：

public class TagTree {
  public TagTreeNode root; // root node
  private Queue<TagTreeNode> queue = new LinkedList<>();

  // create multiway tree
  public TagTree(TagUtil td, Connection conn, String id, String name, Level level) throws SQLException {
    init(td, conn, id, name);
    generate(td, conn);
  }

  // add children nodes
  private void addChildren(TagUtil td, Connection conn, TagTreeNode parent) {
    List<IDName> idnames = td.getChildren(conn, parent.getId());
    if (idnames != null) {
      for (IDName idname : idnames) {
        TagTreeNode node = new TagTreeNode(idname.getId(), idname.getName());
        queue.add(node);
        parent.getChildren().add(node);
      }
    }
  }

  public void init(TagUtil td, Connection conn, String id, String name) {
    root = new TagTreeNode(id, name);
    addChildren(td, conn, root);
  }

  public void generate(TagUtil td, Connection conn) {
    while (!queue.isEmpty()) {
      TagTreeNode node = queue.remove();
      addChildren(td, conn, node);
    }
  }
}