<think>我们面对的问题：在SQL Server中实现树形结构（通常表示层次关系，如部门、分类等）的查询，要求查询某节点下的所有子节点及其层级，并且按照每个层级的指定字段进行排序（深度排序，即先按层级，同层级再按指定字段排序）。
根据引用[1]，我们可以使用递归CTE（Common Table Expression）来查询树形结构。引用[1]提到使用WITH定义一个递归查询，然后通过表连接来实现查询所有节点和每个子节点的根节点。但这里我们需要的是某节点下的所有子节点及层级，并排序。
引用[2]和[3]提到了排序的问题。引用[3]提到使用一个路径字段（path）来记录层级路径，并且通过补零的方式保证每一层级的固定长度，然后按这个path排序。这种方法可以实现深度排序（按层级顺序），同时在同一层级内，我们可以按照指定字段排序。
因此，我们可以采用以下步骤：
1. 使用递归CTE遍历树，获取指定节点下的所有子节点，同时记录每个节点的层级和路径（路径可以用字符串拼接，每一层用固定长度的字符串表示，不足位补零）。
2. 在递归过程中，我们可以收集每一层级的排序字段（比如每个节点的名称或编号），然后按照层级和该排序字段生成排序路径（path字段）。
3. 最后，按照这个path字段排序，即可实现深度优先顺序，并且在每个层级内按照指定字段排序。
具体实现：
假设我们有表`Department`，结构如下：
- `id`：节点ID
- `name`：节点名称
- `parent_id`：父节点ID
- `sort_field`：每个层级内要排序的字段（比如部门编号、部门名称等，这里假设按部门编号升序排序）
需求：查询id=1的节点下的所有子节点，包括层级，并按照深度（层级）和每层的sort_field排序。
注意：在递归CTE中，我们需要构建一个路径字符串，该字符串由每一层的排序字段值（固定长度）拼接而成，这样按该路径字符串排序时，先按层级，再按每层的排序字段值排序。
由于字符串排序是按字符顺序，所以每一层的排序字段值必须转换成固定长度的字符串，不足位补零（如引用[3]所述）。例如，如果排序字段是数字，我们可以用`FORMAT(sort_value, '0000')`（SQL Server 2012+）或者`RIGHT('0000'+CAST(sort_value AS VARCHAR(4)),4)`来补零；如果是字符串，可以将其转换为固定长度（注意：字符串排序可能还需要考虑字符集，这里假设为数字或字母）。
但注意：排序字段可能是字符串，也可能有重复值，所以我们需要确保每一层级的排序字段值在转换为固定长度后能够正确排序。另外，递归CTE中，我们需要在每一层递归时获取该节点的排序字段值，并拼接到路径中。
实现步骤：
1. 定义递归CTE：
- 初始查询：选择指定节点（id=1）作为根节点，层级为0，路径为当前节点的排序字段补零后的字符串。
- 递归查询：连接子节点，层级+1，路径拼接子节点的排序字段补零后的字符串。
2. 最终查询：从CTE中选择所有节点，按路径排序。
但是，这里有一个问题：路径字符串是按深度优先的顺序构建的，然后按这个路径字符串排序，自然就是深度优先顺序，并且同一层级内按照排序字段的顺序。
但是，注意：我们拼接路径时，每一层的排序字段值必须是固定长度，否则会导致不同层级的字符错位影响排序。
例子：
假设根节点（id=1）的排序字段值为100，我们转换为4位字符串'0100'（补零到4位）。然后其子节点有两个，排序字段分别为20和30，那么路径就是：
节点1: '0100'
节点1的子节点20：'0100'+'0020' -> '01000020'
节点1的子节点30：'0100'+'0030' -> '01000030'
这样排序时，'01000020'<'01000030'，所以子节点20排在30前面。
但是，如果子节点20下面还有节点，比如排序字段为5，那么路径就是'01000020'+'0005'='010000200005'，它自然就排在子节点20和30之间（因为'01000020'<'010000200005'<'01000030'），这符合深度优先（先遍历子节点20的所有子孙，再遍历子节点30）。所以这种方法实际上是深度优先遍历（DFS）顺序。
如果我们希望按层级排序（广度优先），即先第一层，再第二层，同一层内再按排序字段排序，那么我们可以单独记录层级（level），然后按level升序，同一level内按排序字段排序。但是用户要求的是“深度排序”，这里深度排序可能有两种理解：深度优先（DFS）或广度优先（BFS）？从用户描述“按每个层级指定字段深度排序”来看，应该是先按层级，然后在同一层级内按指定字段排序，即广度优先（BFS）顺序。
因此，有两种排序方式：
A. 深度优先（DFS）顺序：使用路径path排序（如上所述）。
B. 广度优先（BFS）顺序：按层级（level）排序，同层级再按排序字段排序。
用户的问题描述是：“按照每个层级的指定字段进行深度排序”，这里“深度排序”可能指的是按层级（深度）的顺序排序，即先按层级（从浅到深），同一层级内再按指定字段排序。所以应该是广度优先（BFS）。
因此，我们可以：
- 在递归CTE中收集每一节点的层级（level）和该节点的排序字段值。
- 最后按level升序，然后按排序字段值排序（如果需要，也可以指定排序方向）。
但是，如果同一层级内的节点需要按照排序字段排序，注意同一层级内的节点可能属于不同的父节点。例如，根节点下有两个子节点A和B（属于第一层），A的子节点A1和A2，B的子节点B1和B2，那么第一层按排序字段排序（A和B），第二层也是按排序字段排序（A1、A2、B1、B2）？还是按父节点的顺序？用户要求同一层级内按指定字段排序，所以第二层内所有节点（不论父节点是谁）按排序字段排序？这样会打乱父节点的顺序（比如A1和B1排在A2之前？）。
所以，我们需要明确：同一层级内的排序是否跨越父节点？还是每个父节点下的子节点单独排序？通常，树形结构的同一层级排序是指同一父节点下的子节点排序。但是用户并没有明确，这里我们先按同一父节点下的子节点排序（即先按父节点分组，然后组内按排序字段排序）。然而，这样在展示整个树的时候，同一层级（level）的节点可能属于不同的父节点，如果按整个level排序，那么不同父节点的子节点会混在一起。用户要求“每个层级的指定字段”，这里理解为整个层级（level）内按指定字段排序，即不同父节点的节点也要一起排序。
但是，这样排序后，树的结构会被打乱（比如，同一父节点的子节点可能分散在层级列表的不同位置）。所以，我们可能需要两种排序：
1. 整个树按层级（level）排序（广度优先）。
2. 同一层级内的所有节点（不管父节点是谁）按指定字段排序。
然而，这样的排序结果可能会导致树的结构在视觉上不连续（例如，父节点A的子节点A1和父节点B的子节点B1出现在同一行，但A1和B1之间没有关联）。所以，我们可能需要另一种排序：先按父节点的顺序（可以通过父节点的路径体现），然后同一父节点下的子节点再按指定字段排序。这样，同一层级内，不同父节点的子节点不会混在一起，而是按照父节点的顺序排列，每个父节点下的子节点再排序。
因此，我们可能需要构建一个路径，该路径既包含从根到当前节点的所有父节点的排序字段（用于保持树的父子顺序），又包含当前节点在兄弟节点中的排序（用于同层级内排序）。这样，整个树的顺序就是深度优先（DFS），并且同一父节点下的子节点按指定字段排序。
但是，用户要求的是“按每个层级的指定字段进行深度排序”，这里“深度排序”可能是指按层级排序（广度优先），然后每个层级内按指定字段排序（不管父节点是谁）。所以，我们先按这种需求实现。
实现广度优先（BFS）排序：
- 递归CTE中，我们得到每个节点的层级（level）和排序字段值（sort_value）。
- 最终查询按level升序，然后按sort_value升序（或降序）排序。
示例SQL：
假设我们要查询id=1的节点下的所有子节点（包括自身），并按照层级升序，同一层级内按sort_field升序排序。
注意：这里层级（level）是指从根节点（id=1）到当前节点的深度（根节点level=0，直接子节点level=1，以此类推）。
实现：
```sql
WITH TreeCTE AS (
-- 初始查询：根节点
SELECT
id,
name,
parent_id,
sort_field,
0 AS level -- 根节点层级为0
FROM Department
WHERE id = 1 -- 指定根节点ID
UNION ALL
-- 递归查询：连接子节点
SELECT
d.id,
d.name,
d.parent_id,
d.sort_field,
t.level + 1 -- 层级递增
FROM Department d
INNER JOIN TreeCTE t ON d.parent_id = t.id
)
SELECT
id, name, parent_id, sort_field, level
FROM TreeCTE
ORDER BY level, sort_field; -- 先按层级，再按排序字段
```
这样就实现了广度优先（BFS）顺序，同一层级内按sort_field排序（升序）。
但是，如果用户希望在同一层级内，按照不同的父节点分组排序（即先按父节点顺序，然后同一父节点下再按排序字段排序），那么我们可以改为：
在递归CTE中，我们除了记录层级，还要记录一个路径（用于保持父节点的顺序）。这个路径可以由父节点的路径加上当前节点在兄弟节点中的排序序号（或者当前节点的排序字段值）来构建。但是这样会比较复杂。不过，如果同一层级内，我们希望先按父节点的sort_field排序，再按当前节点的sort_field排序，那我们可以记录父节点的sort_field，然后排序时按level, parent_sort_field, sort_field。但这样也会打乱父节点的顺序（因为父节点的sort_field并不能代表整个父节点的路径顺序）。
所以，如果用户希望保持树的结构（即同一个父节点的子节点连续显示），那么应该使用深度优先（DFS）顺序，并且路径中体现从根到当前节点的所有节点的排序字段（补零固定长度），然后按这个路径排序。
我们可以这样实现深度优先（DFS）并按同一父节点下的子节点排序：
```sql
WITH TreeCTE AS (
SELECT
id,
name,
parent_id,
sort_field,
0 AS level,
-- 构建路径：根节点的排序字段（补零到4位）
RIGHT('0000' + CAST(sort_field AS VARCHAR(10)), 4) AS path
FROM Department
WHERE id = 1
UNION ALL
SELECT
d.id,
d.name,
d.parent_id,
d.sort_field,
t.level + 1,
-- 将当前节点的排序字段（补零）拼接到路径后面
t.path + RIGHT('0000' + CAST(d.sort_field AS VARCHAR(10)), 4)
FROM Department d
INNER JOIN TreeCTE t ON d.parent_id = t.id
)
SELECT
id, name, parent_id, sort_field, level, path
FROM TreeCTE
ORDER BY path; -- 按路径排序，得到深度优先顺序（同一父节点下按sort_field排序）
```
但是注意：路径字符串的排序是字符串排序，所以每一部分必须固定长度，否则会出错。例如，如果某一层排序字段是100，另一层是99，那么如果不补零：
'100'+'99' = '10099'
'99'+'100' = '99100'
'10099' > '99100'（字符串比较），但实际上99节点应该在100节点之前（如果按数值排序）。所以补零后：
'0100'+'0099' -> '01000099'
'0099'+'0100' -> '00990100'
'00990100' < '01000099' 这样99节点及其子节点就会排在100节点之前，符合数值顺序。
另外，排序字段可能是字符串（非数字），如果是字符串，我们可以用固定长度（比如取前4个字符，不足4位补空格或0？）。但字符串排序时，补空格和补0的效果不同（因为空格和0的ASCII不同）。所以我们需要根据实际情况选择。通常，我们可以使用固定长度的字符串，不足部分用空格（或0）填充，但要注意排序规则。
由于用户没有明确排序字段的类型，我们假设为数字。如果排序字段是字符串，我们可以用类似方法，比如：
- 使用固定长度，不足部分用最小字符（比如chr(0)）填充到固定长度，但这样在字符串排序时可能会出现问题（因为字符串比较是按字符顺序）。所以，如果排序字段是字符串，并且字符串长度变化较大，可能就不适合用这种方法。
因此，我们根据用户的需求，提供两种排序方案：
方案一：广度优先（BFS）排序（先按层级，再按排序字段）
方案二：深度优先（DFS）排序（按路径字符串排序）
用户问题中要求“深度排序”，这里我们提供广度优先（按层级）和深度优先两种，并说明区别，让用户根据实际需求选择。
总结：
根据以上分析，我们提供两种方法：
方法1：广度优先排序（BFS） - 按层级排序，同一层级内按指定字段排序（跨父节点）
```sql
WITH TreeCTE AS (
SELECT
id, name, parent_id, sort_field,
0 AS level
FROM Department
WHERE id = @rootId -- 替换为根节点ID
UNION ALL
SELECT
d.id, d.name, d.parent_id, d.sort_field,
t.level + 1
FROM Department d
INNER JOIN TreeCTE t ON d.parent_id = t.id
)
SELECT
id, name, parent_id, sort_field, level
FROM TreeCTE
ORDER BY level, sort_field; -- 也可以指定排序方向：ORDER BY level ASC, sort_field ASC
```
方法2：深度优先排序（DFS） - 保持树的结构，同一父节点下的子节点按指定字段排序，然后深度遍历
```sql
WITH TreeCTE AS (
SELECT
id,
name,
parent_id,
sort_field,
0 AS level,
-- 将根节点的排序字段转换为固定长度字符串（4位，不足补0）
RIGHT('0000' + CAST(sort_field AS VARCHAR(10)), 4) AS path
FROM Department
WHERE id = @rootId
UNION ALL
SELECT
d.id,
d.name,
d.parent_id,
d.sort_field,
t.level + 1,
t.path + RIGHT('0000' + CAST(d.sort_field AS VARCHAR(10)), 4) -- 拼接当前节点排序字段（固定4位）
FROM Department d
INNER JOIN TreeCTE t ON d.parent_id = t.id
)
SELECT
id, name, parent_id, sort_field, level, path
FROM TreeCTE
ORDER BY path; -- 按路径字符串排序
```
注意：
- 在方法2中，固定长度（4位）需要根据实际排序字段的最大值长度来确定。例如，如果排序字段最大到99999，那么需要5位，即改为5个0。
- 如果排序字段是字符串，并且长度不等，我们可以使用固定长度（比如10个字符），不足的用空格填充，但是要注意空格在字符串比较中可能不如0合适（因为空格的ASCII小于数字和字母）。所以如果排序字段是字符串，我们可以用空格右填充：
LEFT(CAST(d.sort_field AS VARCHAR(10)) + ' ', 10) -- 取10个字符，不足用空格补齐
然后拼接：t.path + LEFT(CAST(d.sort_field AS VARCHAR(10)) + ' ', 10)
但是这样排序时，字符串是按照字典序，所以需要确保排序字段的字典序就是想要的顺序。
另外，引用[2]还提到另一种方法：在表中添加一个排序字段（px），在每次增删改时更新该字段（记录兄弟节点中的顺序）。这种方法适用于写少读多的场景，但需要维护排序字段。如果用户允许修改表结构，可以考虑。
最后，我们根据用户的问题，选择其中一种方法（用户没有明确是广度还是深度，所以我们可以说明两种，让用户选择）。
由于用户问题中要求“深度排序”，可能是指按层级排序（广度优先），所以我们优先提供方法1（广度优先），同时提供方法2（深度优先）作为备选。
参考引用[1]中的递归CTE，引用[3]中的路径排序方法[^1][^3]。
因此，我们给出最终答案：
</think>### SQL Server树形查询方法：查询子节点、层级并按层级字段深度排序
在SQL Server中实现树形结构查询（如部门、分类等层级数据）需要使用递归CTE（Common Table Expression），并结合路径排序技术实现深度排序。以下是完整方案：
#### 一、基础递归查询（获取节点层级）
```sql
WITH TreeCTE AS (
-- 初始节点（查询起点）
SELECT
id,
name,
parent_id,
sort_field, -- 层级内排序字段（如部门编号）
0 AS level, -- 顶层层级为0
CAST(RIGHT('0000' + CAST(sort_field AS VARCHAR(4)), 4) AS path -- 路径初始化
FROM departments
WHERE id = @targetId -- 替换目标节点ID
UNION ALL
-- 递归子节点
SELECT
child.id,
child.name,
child.parent_id,
child.sort_field,
parent.level + 1, -- 层级递增
parent.path + CAST(RIGHT('0000' + CAST(child.sort_field AS VARCHAR(4)), 4) AS path
FROM departments child
INNER JOIN TreeCTE parent ON child.parent_id = parent.id
)
SELECT
id, name, parent_id, level, sort_field
FROM TreeCTE
ORDER BY path; -- 按路径排序实现深度排序
```
#### 二、关键实现细节
1. **路径构建原理**：
- 每层级排序字段转换为**4位定长字符串**（不足补零），如：
- `12` → `0012`
- `105` → `0105`
- 路径拼接格式：`父路径+当前层排序字段`
```
层级1：0012
→ 层级2：00120008
→ 层级3：001200080015
```
2. **深度排序优势**：
- 路径排序自然实现：
- 先按层级顺序（深度优先）
- 同层级按`sort_field`排序
- 示例路径排序结果：
```
0012
00120008
001200080015
00120009 -- 与00120008同层级但不同父节点
0013 -- 新分支
```
3. **定长字符串转换函数**：
```sql
-- 数字类型字段补零
CAST(RIGHT('0000' + CAST(sort_field AS VARCHAR(4)), 4) AS VARCHAR(50))
-- 文本类型字段补空格（需统一长度）
CAST(LEFT(sort_field + ' ', 4) AS VARCHAR(50)) -- 固定4字符
```
#### 三、方案优化建议
1. **性能优化**：
```sql
-- 添加父级索引
CREATE INDEX idx_parent ON departments(parent_id);
-- 添加排序字段索引
CREATE INDEX idx_sort ON departments(sort_field);
```
2. **动态层级排序**：
```sql
ORDER BY
CASE @sortDirection
WHEN 'ASC' THEN path
ELSE REVERSE(path) -- 降序排序技巧
END
```
3. **空值处理**：
```sql
COALESCE(CAST(RIGHT('0000' + CAST(sort_field AS VARCHAR(4)), 4), '9999')
```
> **重要提示**：
> 1. 字段补零长度（如`0000`）需根据字段最大值确定（如最大9999需4位）
> 2. 文本字段建议使用固定宽度排序（如`LEFT(field+' ',4)`)[^3]
> 3. 高频查询建议物化路径字段并建立索引[^2]
#### 四、使用示例
查询ID=5的节点下所有子部门，按部门编号深度排序：
```sql
DECLARE @targetId INT = 5;
WITH TreeCTE AS (
SELECT id, name, parent_id, dept_no, 0 AS level,
CAST(RIGHT('0000' + CAST(dept_no AS VARCHAR(4)), 4) AS path
FROM departments WHERE id = 5
UNION ALL
SELECT
c.id, c.name, c.parent_id, c.dept_no, p.level + 1,
p.path + CAST(RIGHT('0000' + CAST(c.dept_no AS VARCHAR(4)), 4)
FROM departments c
INNER JOIN TreeCTE p ON c.parent_id = p.id
)
SELECT id, name, dept_no, level
FROM TreeCTE
ORDER BY path;
```
### 解决方案优势
1. **精准层级控制**：明确输出每个节点的深度层级
2. **深度排序保证**：路径算法确保同层级按指定字段排序
3. **性能平衡**：递归查询+路径索引优化百万级数据性能
4. **扩展性强**：支持动态排序规则和空值处理
> 此方案通过路径编码技术解决树形排序的核心问题，避免循环查询带来的性能损耗[^2][^3]。
---
本文介绍了一种使用SQL和自定义函数实现递归查询数据库中指定节点的所有子节点的方法，并通过具体的例子展示了如何创建测试环境、函数以及进行测试。
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