Оптимизация хранения связного списка в MySQL: без переиндексации

Быстрый ответ

Для создания связного списка в SQL вы может используйте таблицу LinkedList. Эта таблица должна включать в себя поля NodeID в качестве первичного ключа, NodeValue и NextNodeID, которое будет выступать в роли внешнего ключа, указывающего на следующий узел. Для манипуляции данными используйте операторы INSERT для добавления новых узлов, UPDATE для модификации связей между узлами и DELETE для удаления узлов. Для обхода связного списка используйте рекурсивные CTE.

CREATE TABLE LinkedList (
    NodeID INT PRIMARY KEY,
    NodeValue INT,
    NextNodeID INT NULL REFERENCES LinkedList(NodeID)
);

Вставка узлов

Заполним нашу таблицу данными с помощью оператора INSERT:

INSERT INTO LinkedList (NodeID, NodeValue, NextNodeID) VALUES 
(1, 10, 2),    -- Начало нашего связного списка 
(2, 20, 3),    -- Промежуточный узел на пути к следующему
(3, 30, NULL); -- Конечный узел, который обозначается значением NULL

Связной список в SQL имеет свои особенности из-за работы с наборами данных, что добавляет нюансы в управление такими структурами.

Эффективная проработка позиции в списке

Для удобства работы с данным списком используйте относительное позиционирование узлов. Это позволит эффективно вставлять, удалять, а также получать данные узлов. Добавьте в вашу таблицу поля position и NextNodeID, чтобы облегчить управление порядком элементов.

Преимущества поля 'position'

Поле positionи его инкрементируемые значения, например, с шагом в 100, позволят нам вставлять новые узлы между существующими без значительных изменений в структуре всего списка.

Подробнее об этом расскажет наш спикер на видео

Использование индексации для ускорения обработки данных

Повысить производительность операций сортировки и выборки данных можно через использование индексов. Добавим индекс к столбцу position.

Использование ALTER TABLE для трансформации структуры таблицы

Оператор ALTER TABLE позволяет нам модифицировать структуру таблицы, добавив в нее поля position и NextNodeID.

ALTER TABLE LinkedList ADD position INT; -- Добавляем столбец position
UPDATE LinkedList SET position = NodeID * 100; -- Инициализируем данный столбец
CREATE INDEX idx_position ON LinkedList (position); -- Создаём индекс для улучшения производительности

Навигация по связному списку

Вставка и обновление в SQL

Вставка и обновление узлов осуществляются с помощью уже знакомых нам стандартных команд INSERT и UPDATE, делая данный процесс интуитивно понятным для любого разработчика.

Удаление узлов

Удаление узла можно осуществить при помощи простой команды DELETE.

Визуализация

Можно представить связный список в виде поезда: 🚂-[Узел 1]-[Узел 2]-[Узел 3]-[Заключительный вагон]. Где головной вагон символизирует начало нашего списка, а заключительный вагон, имеющий значение NextNodeID равное NULL, используется для обозначения его окончания.

В SQL это будет выглядеть следующим образом:

SELECT *
FROM LinkedList AS Current
JOIN LinkedList AS Next ON Current.NextNodeID = Next.NodeID -- Соединяем узлы в единую последовательность

Продвинутые методы выборки данных

Применение рекурсивных CTE для обхода списка

При обходе всего списка рекомендуется использовать рекурсивные CTE для полного исследования его структуры.

Работа с большими списками

С большими списками вы можете столкнуться с некоторыми проблемами. В этом случае необходимо использовать лимиты глубины рекурсии и прибегнуть к применению методов улучшения производительности.

Превентивные меры против циклов

Следует избегать циклов и петель в вашем списке. Оптимизируйте запросы так, чтобы предупредить зацикливание процесса.

Полезные материалы

1. SQL для профессионалов от Joe Celko
2. Рекурсивные запросы с помощью CTE | Microsoft Learn
3. SQL для моделирования | Oracle
4. Запросы WITH в PostgreSQL
5. Управление файлами в Apache | Stack Overflow
6. Обучающие видео по CTE в SQL Server | YouTube