LeetCode-608. 树节点(中等)，IN

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本文介绍了一种使用SQL查询来分类树形结构中的节点类型的方法，包括根节点、内部节点和叶子节点。通过UNION合并不同情况，实现了对树状数据结构的有效分析。

给定一个表 tree，id 是树节点的编号， p_id 是它父节点的 id 。

+----+------+
| id | p_id |
+----+------+
| 1 | null |
| 2 | 1 |
| 3 | 1 |
| 4 | 2 |
| 5 | 2 |
+----+------+
树中每个节点属于以下三种类型之一：

叶子：如果这个节点没有任何孩子节点。
根：如果这个节点是整棵树的根，即没有父节点。
内部节点：如果这个节点既不是叶子节点也不是根节点。

写一个查询语句，输出所有节点的编号和节点的类型，并将结果按照节点编号排序。上面样例的结果为：

+----+------+
| id | Type |
+----+------+
| 1 | Root |
| 2 | Inner|
| 3 | Leaf |
| 4 | Leaf |
| 5 | Leaf |
+----+------+

解释

节点 '1' 是根节点，因为它的父节点是 NULL ，同时它有孩子节点 '2' 和 '3' 。
节点 '2' 是内部节点，因为它有父节点 '1' ，也有孩子节点 '4' 和 '5' 。
节点 '3', '4' 和 '5' 都是叶子节点，因为它们都有父节点同时没有孩子节点。
样例中树的形态如下：

1
/ \
2 3
/ \
4 5

注意

如果树中只有一个节点，你只需要输出它的根属性。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/tree-node
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

审题：判断节点类型，

思考：查找如果父节点时null，就是根节点，如果有父节点，也是其他的父节点就是中间节点。如果是其他的根节点就是叶子节点。

解题：

想法

我们可以按照下面的定义，求出每一条记录的节点类型。

Root: 没有父节点
Inner: 它是某些节点的父节点，且有非空的父节点
Leaf: 除了上述两种情况以外的节点

根节点：

-- 自己写
selcet id,'Root' as type from tree where p_id is null
-- 官方
SELECT
    id, 'Root' AS Type
FROM
    tree
WHERE
    p_id IS NULL

叶子节点是没有孩子节点的节点，且它有父亲节点。

-- 自己写
select id, 'leaf' as type from tree 
-- 叶子节点，不可以为父节点，就是不可以出现在p_id里。
-- 对比，id没有出现在父节点的。
where id NOT IN (
-- 查询所有的父节点，
select distinct p_id from tree where p_id is not null
)
-- 叶子节点，父id不能为null
and p_id is not null;

-- 官方解法   
SELECT
    id, 'Leaf' AS Type
FROM
    tree
WHERE
-- not in
    id NOT IN (SELECT DISTINCT
            p_id
        FROM
            tree
        WHERE
            p_id IS NOT NULL)
        AND p_id IS NOT NULL

内部节点是有孩子节点和父节点的节点。

SELECT
    id, 'Inner' AS Type
FROM
    tree
WHERE
    id IN (SELECT DISTINCT
            p_id
        FROM
            tree
        WHERE
            p_id IS NOT NULL)
        AND p_id IS NOT NULL

所以本题的一种解法是将这些情况用 UNION 合并起来。

SELECT
    id, 'Root' AS Type
FROM
    tree
WHERE
    p_id IS NULL

UNION

SELECT
    id, 'Leaf' AS Type
FROM
    tree
WHERE
    id NOT IN (SELECT DISTINCT
            p_id
        FROM
            tree
        WHERE
            p_id IS NOT NULL)
        AND p_id IS NOT NULL

UNION

SELECT
    id, 'Inner' AS Type
FROM
    tree
WHERE
    id IN (SELECT DISTINCT
            p_id
        FROM
            tree
        WHERE
            p_id IS NOT NULL)
        AND p_id IS NOT NULL
ORDER BY id;

解法一

父节点为NULL是根节点。

T.p_id is NULL

在父节点中出现过的是内部节点。

exists (
            select *
            from tree as T1
            where T1.p_id = T.id
)

其它的是叶子节点。

合并上述逻辑得：

select T.id,
if(T.p_id is NULL,
   'Root'
   ,
   if(
        exists (
            select *
            from tree as T1
            where T1.p_id = T.id
        )
       ,
       'Inner'
       ,
       'Leaf'
   ) 
  )as 'Type'
from tree as T

解法二

从id集合中，逐步排除掉根节点，叶节点，剩下的都是内节点。

考虑表left join自连接。

SELECT *
FROM tree AS T1 LEFT JOIN tree AS T2 ON (T1.id = T2.p_id)

显然T1.p_id为NULL的是根节点。

叶子节点的id不可能出现在p_id字段。因此T.p_id为NULL的是叶子节点。

剩下的是内节点。

合起来，判断节点类型的逻辑为：

if(T1.p_id IS NULL,
	'Root',
	if(T2.p_id IS NULL,
	'Leaf',
	'Inner'
	)
	) AS `Type`

完整的逻辑为：

-- 自己练习
select distinct T1.id,
-- 如果p_id为null，就是根节点
if(T1.p_id is null，
-- 根节点
'Root',
-- 非根节点，两种可能
-- 叶子节点，没有出现在p_id.
if(T2.p_id is null
-- 叶子节点
'Leaf',
-- 剩下一种可能
'Inner'
)
)as Type

from tree as T1 leef join tree T2 on (T1.id = T2.P_id)

-- 官方答案
SELECT distinct T1.id,
if(T1.p_id IS NULL,
	'Root',
	if(T2.p_id IS NULL,
	'Leaf',
	'Inner'
	)
	) AS `Type`
-- T2表里是非叶子节点
FROM tree AS T1 LEFT JOIN tree AS T2 ON (T1.id = T2.p_id)

知识点：

IN 操作符允许您在 WHERE 子句中规定多个值。