sql - 如何找到无向图的所有连通子图

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我需要一些帮助来解决我正在努力解决的问题。

示例表:

ID |Identifier1 | Identifier2 
---------------------------------
1  |      a     | c         
2  |      b     | f         
3  |      a     | g         
4  |      c     | h        
5  |      b     | j         
6  |      d     | f         
7  |      e     | k  
8  |      i     |          
9  |      l     | h    

我想对两列之间相互关联的标识符进行分组,并分配一个唯一的组 ID。

期望的输出:

Identifier | Gr_ID    |    Gr.Members                 
---------------------------------------------------
a       |      1      |   (a,c,g,h,l)  
b       |      2      |   (b,d,f,j)       
c       |      1      |   (a,c,g,h,l)  
d       |      2      |   (b,d,f,j)       
e       |      3      |   (e,k)                 
f       |      2      |   (b,d,f,j)       
g       |      1      |   (a,c,g,h,l)  
h       |      1      |   (a,c,g,h,l)  
j       |      2      |   (b,d,f,j)       
k       |      3      |   (e,k)                 
l       |      1      |   (a,c,g,h,l)  
i       |      4      |   (i)  

注意:Gr.Members 列不是必需的,主要用于更清晰的 View 。

So the definition for a group is: A row belongs to a group if it shares at least one identifier with at least one row of this group

但是组 ID 必须分配给每个标识符(通过两列的并集选择)而不是行。

有关如何构建查询以提供所需输出的任何帮助吗?

谢谢。

<小时/>

更新:下面是一些额外的示例集及其预期输出。

<小时/>

给定表:

Identifier1 | Identifier2   
----------------------------
    a       |   f
    a       |   g
    a       |  NULL
    b       |   c
    b       |   a
    b       |   h
    b       |   j
    b       |  NULL
    b       |  NULL
    b       |   g
    c       |   k
    c       |   b
    d       |   l
    d       |   f
    d       |   g
    d       |   m
    d       |   a
    d       |  NULL
    d       |   a
    e       |   c
    e       |   b
    e       |  NULL

预期输出:所有记录应属于组 ID = 1 的同一组。

<小时/>

给定表:

Identifier1 | Identifier2
--------------------------
a           |   a
b           |   b
c           |   a
c           |   b
c           |   c

预期输出:记录应位于组 ID = 1 的同一组中。

最佳答案

这是一个不使用游标的变体,但使用单个递归查询。

本质上,它将数据视为图中的边,并递归遍历图的所有边,在检测到循环时停止。然后它将所有找到的循环分组并为每个组指定一个编号。

请参阅下面有关其工作原理的详细说明。我建议您逐个 CTE 运行查询并检查每个中间结果以了解其作用。

示例 1

DECLARE @T TABLE (ID int, Ident1 char(1), Ident2 char(1));
INSERT INTO @T (ID, Ident1, Ident2) VALUES
(1, 'a', 'a'),
(2, 'b', 'b'),
(3, 'c', 'a'),
(4, 'c', 'b'),
(5, 'c', 'c');

示例 2

我又添加了一行具有 z 值的行,以拥有多行具有不配对值的行。

DECLARE @T TABLE (ID int, Ident1 char(1), Ident2 char(1));
INSERT INTO @T (ID, Ident1, Ident2) VALUES
(1, 'a', 'a'),
(1, 'a', 'c'),
(2, 'b', 'f'),
(3, 'a', 'g'),
(4, 'c', 'h'),
(5, 'b', 'j'),
(6, 'd', 'f'),
(7, 'e', 'k'),
(8, 'i', NULL),
(88, 'z', 'z'),
(9, 'l', 'h');

示例 3

DECLARE @T TABLE (ID int, Ident1 char(1), Ident2 char(1));
INSERT INTO @T (ID, Ident1, Ident2) VALUES
(1, 'a', 'f'),
(2, 'a', 'g'),
(3, 'a', NULL),
(4, 'b', 'c'),
(5, 'b', 'a'),
(6, 'b', 'h'),
(7, 'b', 'j'),
(8, 'b', NULL),
(9, 'b', NULL),
(10, 'b', 'g'),
(11, 'c', 'k'),
(12, 'c', 'b'),
(13, 'd', 'l'),
(14, 'd', 'f'),
(15, 'd', 'g'),
(16, 'd', 'm'),
(17, 'd', 'a'),
(18, 'd', NULL),
(19, 'd', 'a'),
(20, 'e', 'c'),
(21, 'e', 'b'),
(22, 'e', NULL);

查询

WITH
CTE_Idents
AS
(
    SELECT Ident1 AS Ident
    FROM @T

    UNION

    SELECT Ident2 AS Ident
    FROM @T
)
,CTE_Pairs
AS
(
    SELECT Ident1, Ident2
    FROM @T
    WHERE Ident1 <> Ident2

    UNION

    SELECT Ident2 AS Ident1, Ident1 AS Ident2
    FROM @T
    WHERE Ident1 <> Ident2
)
,CTE_Recursive
AS
(
    SELECT
        CAST(CTE_Idents.Ident AS varchar(8000)) AS AnchorIdent 
        , Ident1
        , Ident2
        , CAST(',' + Ident1 + ',' + Ident2 + ',' AS varchar(8000)) AS IdentPath
        , 1 AS Lvl
    FROM 
        CTE_Pairs
        INNER JOIN CTE_Idents ON CTE_Idents.Ident = CTE_Pairs.Ident1

    UNION ALL

    SELECT 
        CTE_Recursive.AnchorIdent 
        , CTE_Pairs.Ident1
        , CTE_Pairs.Ident2
        , CAST(CTE_Recursive.IdentPath + CTE_Pairs.Ident2 + ',' AS varchar(8000)) AS IdentPath
        , CTE_Recursive.Lvl + 1 AS Lvl
    FROM
        CTE_Pairs
        INNER JOIN CTE_Recursive ON CTE_Recursive.Ident2 = CTE_Pairs.Ident1
    WHERE
        CTE_Recursive.IdentPath NOT LIKE CAST('%,' + CTE_Pairs.Ident2 + ',%' AS varchar(8000))
)
,CTE_RecursionResult
AS
(
    SELECT AnchorIdent, Ident1, Ident2
    FROM CTE_Recursive
)
,CTE_CleanResult
AS
(
    SELECT AnchorIdent, Ident1 AS Ident
    FROM CTE_RecursionResult

    UNION

    SELECT AnchorIdent, Ident2 AS Ident
    FROM CTE_RecursionResult
)
SELECT
    CTE_Idents.Ident
    ,CASE WHEN CA_Data.XML_Value IS NULL 
    THEN CTE_Idents.Ident ELSE CA_Data.XML_Value END AS GroupMembers
    ,DENSE_RANK() OVER(ORDER BY 
        CASE WHEN CA_Data.XML_Value IS NULL 
        THEN CTE_Idents.Ident ELSE CA_Data.XML_Value END
    ) AS GroupID
FROM
    CTE_Idents
    CROSS APPLY
    (
        SELECT CTE_CleanResult.Ident+','
        FROM CTE_CleanResult
        WHERE CTE_CleanResult.AnchorIdent = CTE_Idents.Ident
        ORDER BY CTE_CleanResult.Ident FOR XML PATH(''), TYPE
    ) AS CA_XML(XML_Value)
    CROSS APPLY
    (
        SELECT CA_XML.XML_Value.value('.', 'NVARCHAR(MAX)')
    ) AS CA_Data(XML_Value)
WHERE
    CTE_Idents.Ident IS NOT NULL
ORDER BY Ident;

结果 1

+-------+--------------+---------+
| Ident | GroupMembers | GroupID |
+-------+--------------+---------+
| a     | a,b,c,       |       1 |
| b     | a,b,c,       |       1 |
| c     | a,b,c,       |       1 |
+-------+--------------+---------+

结果 2

+-------+--------------+---------+
| Ident | GroupMembers | GroupID |
+-------+--------------+---------+
| a     | a,c,g,h,l,   |       1 |
| b     | b,d,f,j,     |       2 |
| c     | a,c,g,h,l,   |       1 |
| d     | b,d,f,j,     |       2 |
| e     | e,k,         |       3 |
| f     | b,d,f,j,     |       2 |
| g     | a,c,g,h,l,   |       1 |
| h     | a,c,g,h,l,   |       1 |
| i     | i            |       4 |
| j     | b,d,f,j,     |       2 |
| k     | e,k,         |       3 |
| l     | a,c,g,h,l,   |       1 |
| z     | z            |       5 |
+-------+--------------+---------+

结果 3

+-------+--------------------------+---------+
| Ident |       GroupMembers       | GroupID |
+-------+--------------------------+---------+
| a     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| b     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| c     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| d     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| e     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| f     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| g     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| h     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| j     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| k     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| l     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
| m     | a,b,c,d,e,f,g,h,j,k,l,m, |       1 |
+-------+--------------------------+---------+

它是如何工作的

我将使用第二组示例数据进行解释。

CTE_Idents

CTE_Idents 给出出现在 Ident1Ident2 列中的所有标识符的列表。 由于它们可以以任何顺序出现,因此我们将两列UNION 在一起。 UNION 还会删除任何重复项。

+-------+
| Ident |
+-------+
| NULL  |
| a     |
| b     |
| c     |
| d     |
| e     |
| f     |
| g     |
| h     |
| i     |
| j     |
| k     |
| l     |
| z     |
+-------+

CTE_Pairs

CTE_Pairs 给出图形在两个方向上的所有边的列表。同样,UNION 用于删除任何重复项。

+--------+--------+
| Ident1 | Ident2 |
+--------+--------+
| a      | c      |
| a      | g      |
| b      | f      |
| b      | j      |
| c      | a      |
| c      | h      |
| d      | f      |
| e      | k      |
| f      | b      |
| f      | d      |
| g      | a      |
| h      | c      |
| h      | l      |
| j      | b      |
| k      | e      |
| l      | h      |
+--------+--------+

CTE_Recursive

CTE_Recursive 是查询的主要部分,它从每个唯一标识符开始递归遍历图表。 这些起始行由 UNION ALL 的第一部分生成。 UNION ALL 的第二部分递归地连接到自身,将 Ident2 链接到 Ident1。 由于我们预先制作了 CTE_Pairs,所有边都写在两个方向上,因此我们始终只能将 Ident2 链接到 Ident1,并且我们将获得所有路径在图中。 同时,查询构建 IdentPath - 迄今为止已遍历的以逗号分隔的标识符字符串。 它用在 WHERE 过滤器中:

CTE_Recursive.IdentPath NOT LIKE CAST('%,' + CTE_Pairs.Ident2 + ',%' AS varchar(8000))

一旦我们遇到之前包含在路径中的标识符,递归就会停止,因为连接的节点列表已耗尽。 AnchorIdent 是递归的起始标识符,稍后将使用它对结果进行分组。 Lvl 并未真正使用,我将其包含在内是为了更好地理解正在发生的事情。

+-------------+--------+--------+-------------+-----+
| AnchorIdent | Ident1 | Ident2 |  IdentPath  | Lvl |
+-------------+--------+--------+-------------+-----+
| a           | a      | c      | ,a,c,       |   1 |
| a           | a      | g      | ,a,g,       |   1 |
| b           | b      | f      | ,b,f,       |   1 |
| b           | b      | j      | ,b,j,       |   1 |
| c           | c      | a      | ,c,a,       |   1 |
| c           | c      | h      | ,c,h,       |   1 |
| d           | d      | f      | ,d,f,       |   1 |
| e           | e      | k      | ,e,k,       |   1 |
| f           | f      | b      | ,f,b,       |   1 |
| f           | f      | d      | ,f,d,       |   1 |
| g           | g      | a      | ,g,a,       |   1 |
| h           | h      | c      | ,h,c,       |   1 |
| h           | h      | l      | ,h,l,       |   1 |
| j           | j      | b      | ,j,b,       |   1 |
| k           | k      | e      | ,k,e,       |   1 |
| l           | l      | h      | ,l,h,       |   1 |
| l           | h      | c      | ,l,h,c,     |   2 |
| l           | c      | a      | ,l,h,c,a,   |   3 |
| l           | a      | g      | ,l,h,c,a,g, |   4 |
| j           | b      | f      | ,j,b,f,     |   2 |
| j           | f      | d      | ,j,b,f,d,   |   3 |
| h           | c      | a      | ,h,c,a,     |   2 |
| h           | a      | g      | ,h,c,a,g,   |   3 |
| g           | a      | c      | ,g,a,c,     |   2 |
| g           | c      | h      | ,g,a,c,h,   |   3 |
| g           | h      | l      | ,g,a,c,h,l, |   4 |
| f           | b      | j      | ,f,b,j,     |   2 |
| d           | f      | b      | ,d,f,b,     |   2 |
| d           | b      | j      | ,d,f,b,j,   |   3 |
| c           | h      | l      | ,c,h,l,     |   2 |
| c           | a      | g      | ,c,a,g,     |   2 |
| b           | f      | d      | ,b,f,d,     |   2 |
| a           | c      | h      | ,a,c,h,     |   2 |
| a           | h      | l      | ,a,c,h,l,   |   3 |
+-------------+--------+--------+-------------+-----+

CTE_CleanResult

CTE_CleanResult 仅保留 CTE_Recursive 中的相关部分,并使用 UNION 再次合并 Ident1Ident2 .

+-------------+-------+
| AnchorIdent | Ident |
+-------------+-------+
| a           | a     |
| a           | c     |
| a           | g     |
| a           | h     |
| a           | l     |
| b           | b     |
| b           | d     |
| b           | f     |
| b           | j     |
| c           | a     |
| c           | c     |
| c           | g     |
| c           | h     |
| c           | l     |
| d           | b     |
| d           | d     |
| d           | f     |
| d           | j     |
| e           | e     |
| e           | k     |
| f           | b     |
| f           | d     |
| f           | f     |
| f           | j     |
| g           | a     |
| g           | c     |
| g           | g     |
| g           | h     |
| g           | l     |
| h           | a     |
| h           | c     |
| h           | g     |
| h           | h     |
| h           | l     |
| j           | b     |
| j           | d     |
| j           | f     |
| j           | j     |
| k           | e     |
| k           | k     |
| l           | a     |
| l           | c     |
| l           | g     |
| l           | h     |
| l           | l     |
+-------------+-------+

最终选择

现在我们需要为每个 AnchorIdent 构建一串以逗号分隔的 Ident 值。 CROSS APPLYFOR XML 就可以了。 DENSE_RANK() 计算每个 AnchorIdentGroupID 编号。

关于sql - 如何找到无向图的所有连通子图,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/35254260/

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