MongoDB树模型：获取所有祖先，获取所有后代

Question

我有一个任意的树结构。

示例数据结构：

root
  |--node1
  |     |--node2
  |     |     |--leaf1
  |     |
  |     |--leaf2
  |
  |--node3
        |--leaf3

每个节点和叶子都有2个属性：id和name。

重要的查询：

1.:给出了一个叶子id。查询应返回从root到该leaf的整个路径，包含所有节点的id和name属性。

如果返回值是排序的节点数组，或者它是嵌套节点的对象，那么它并不重要。

示例：如果提供id的{​​{1}}，则查询应返回：leaf2。

root(id, name), node1(id, name), leaf2(id, name)给定任何节点2.:：获取整个（子）树。在这里检索单个对象会很好，每个节点都有一个id数组。

思考，试验和错误：

children首先，我尝试将树简单地建模为单个JSON文档，但随后查询将变得不可能：无法找到叶子的嵌套级别。如果我知道1.:从根到叶子的整个路径，我就必须使用具有多个位置运算符的投影，而MongoDB目前不支持这种投影。此外，它无法索引叶id，因为嵌套可能是无限的。

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

ids

这样我就必须进行2次查询，才能获得从root到某个节点或leaf的整个路径，这非常好。

问题：

如果我选择数据模型{ id: ..., name: ..., ancestors: [ rootId, node1Id, ... ] } ：我如何获得整个树或子树？

获取所有后代很简单：2.。但那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！

Answer 1

MongoDB不是图形数据库，也不提供图遍历操作，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find({ancestors:"myStartingNodeId"})并将结果排序/嵌套到应用程序代码中。

另一种可能性是使用数据模型，其中_id（或其他某些字段）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，并且可以通过按_id排序来实现正确的排序（我希望）。

更新：顺便说一句。 MongoDB文档中描述了一些树结构模式：Model Tree Structures in MongoDB

Answer 2

这是我最终提出的数据结构。它针对读取查询进行了优化。一些写查询（比如移动子树）可能很痛苦。

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

优点：

• 轻松获取子树的所有文档

• 轻松将所有文档从某个节点获取到根

• 轻松检查某个文档是否是某个节点的父/子/祖先/后代

• 对儿童进行排序。可以通过更改children数组顺序

轻松移动

如何使用它：

• 获取ID：findOne({ id: "..." })

• 获取家长：findOne({ children: "..." })

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

• 获取所有儿童：find({ 'ancestors.0': "..." })

• 获取所有后代：find({ ancestors: "..." })

• 让所有后代达到 x 代：find({ $and: [ {ancestors: "..."}, {ancestors: {$size: x}} ] })

缺点：

• 应用程序代码必须处理正确的订单。

• 应用程序代码必须构建嵌套对象（也许这可以使用MongoDB聚合框架）。

• 每个insert必须使用2个查询完成。

• 在节点之间移动整个子树必须更新大量文档。

Answer 3

您可以使用graphLookup

文档： https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/aggregation/graphLookup/