C#构建树形结构数据(全部构建,查找构建)

• Z时代
• 2024-01-10
• 分类：综合

摘要：

最近在做任务管理，任务可以无限派生子任务且没有数量限制，前端采用Easyui的Treegrid树形展示控件。

一、遇到的问题

获取全部任务拼接树形速度过慢(数据量大约在900条左右)且查询速度也并不快；

二、解决方法

1、Tree转化的JSON数据格式

a.JSON数据格式：

[
  {
    "children":[
      {
        "children":[
        ],
        "username":"username2",
        "password":"password2",
        "id":"2",
        "pId":"1",
        "name":"节点2"
      },
      {
        "children":[
        ],
        "username":"username2",
        "password":"password2",
        "id":"A2",
        "pId":"1",
        "name":"节点2"
      }
    ],
    "username":"username1",
    "password":"password1",
    "id":"1",
    "pId":"0",
    "name":"节点1"
  },
  {
    "children":[
    ],
    "username":"username1",
    "password":"password1",
    "id":"A1",
    "pId":"0",
    "name":"节点1"
  }
]

b.定义实体必要字段

为了Tree结构的通用性，我们可以定义一个抽象的公用实体TreeObject以保证后续涉及到的List<T>转化树形JSON

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace MyTree.Abs
{
  public abstract class TreeObejct
  {
    public string id { set; get; }
    public string pId { set; get; }
    public string name { set; get; }
    public IList<TreeObejct> children = new List<TreeObejct>();
    public virtual void Addchildren(TreeObejct node)
    {
      this.children.Add(node);
    }
  }
}

c.实际所需实体TreeModel让它继承TreeObject,这样对于id,pId,name,children我们就可以适用于其它实体了，这也相当于我们代码的特殊约定：

using MyTree.Abs;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace MyTree.Models
{
  public class TreeModel : TreeObejct
  {
    public string username { set; get; }
    public string password { set; get; }
  }
}

2、递归遍历

获取全部任务并转化为树形

获取全部任务转化为树形是比较简单的，我们首先获取到pId=0的顶级数据(即不存在父级的任务),我们通过顶级任务依次递归遍历它们的子节点。

b.我们暂时id以1开始则pId=0的都为顶级任务

我们首先写一段生成数据的方法：

    public static IList<TreeObejct> GetData(int number = 11)
    {
      IList<TreeObejct> datas = new List<TreeObejct>();
      for (int i = 1; i < number; i++)
      {
        datas.Add(new TreeModel
        {
          id = i.ToString(),
          pId = (i - 1).ToString(),
          name = "节点" + i,
          username = "username" + i,
          password = "password" + i
        });
        datas.Add(new TreeModel
        {
          id = "A" + i.ToString(),
          pId = (i - 1).ToString(),
          name = "节点" + i,
          username = "username" + i,
          password = "password" + i
        });
      }
      return datas;
    }

其次我们定义一些变量：

    private static IList<TreeObejct> models;
    private static IList<TreeObejct> models2;
    private static Thread t1;
    private static Thread t2;
    static void Main(string[] args)
    {
      int count = 21;
      Console.WriteLine("生成任务数："+count+"个");
      Console.Read();
    }

我们再写一个递归获取子节点的递归方法：

    public static IList<TreeObejct> GetChildrens(TreeObejct node)
    {
      IList<TreeObejct> childrens = models.Where(c => c.pId == node.id.ToString()).ToList();
      foreach (var item in childrens)
      {
        item.children = GetChildrens(item);
      }
      return childrens;
    }

编写调用递归方法Recursion：

    public static void Recursion()
    {
      #region 递归遍历
      System.Diagnostics.Stopwatch sw = new System.Diagnostics.Stopwatch();
      sw.Start();
      var mds_0 = models.Where(c => c.pId == "0");//获取顶级任务
      foreach (var item in mds_0)
      {
        item.children = GetChildrens(item);
      }
      sw.Stop();
      Console.WriteLine("----------递归遍历用时：" + sw.ElapsedMilliseconds + "----------线程名称："+t1.Name+",线程ID："+t1.ManagedThreadId);
      #endregion
    }

编写main函数启动测试：

    private static IList<TreeObejct> models;
    private static IList<TreeObejct> models2;
    private static Thread t1;
    private static Thread t2;
    static void Main(string[] args)
    {
      int count = 1001;
      Console.WriteLine("生成任务数："+count+"个");
      models = GetData(count);
      t1 = new Thread(Recursion);
      t1.Name = "递归遍历";
      t1.Start();
      Console.Read();
    }

输出结果：

递归遍历至此结束。

3、非递归遍历

非递归遍历在操作中不需要递归方法的参与即可实现Tree的拼接

对于以上的代码，我们不需要修改，只需要定义一个非递归遍历方法NotRecursion：

    public static void NotRecursion()
    {
      #region 非递归遍历
      System.Diagnostics.Stopwatch sw2 = new System.Diagnostics.Stopwatch();
      sw2.Start();
      Dictionary<string, TreeObejct> dtoMap = new Dictionary<string, TreeObejct>();
      foreach (var item in models)
      {
        dtoMap.Add(item.id, item);
      }
      IList<TreeObejct> result = new List<TreeObejct>();
      foreach (var item in dtoMap.Values)
      {
        if (item.pId == "0")
        {
          result.Add(item);
        }
        else
        {
          if (dtoMap.ContainsKey(item.pId))
          {
            dtoMap[item.pId].AddChilrden(item);
          }
        }
      }
      sw2.Stop();
      Console.WriteLine("----------非递归遍历用时：" + sw2.ElapsedMilliseconds + "----------线程名称：" + t2.Name + ",线程ID：" + t2.ManagedThreadId);
      #endregion
    }

编写main函数：

    private static IList<TreeObejct> models;
    private static IList<TreeObejct> models2;
    private static Thread t1;
    private static Thread t2;
    static void Main(string[] args)
    {
      int count = 6;
      Console.WriteLine("生成任务数："+count+"个");
      models = GetData(count);
      models2 = GetData(count);
      t1 = new Thread(Recursion);
      t2 = new Thread(NotRecursion);
      t1.Name = "递归遍历";
      t2.Name = "非递归遍历";
      t1.Start();
      t2.Start();
      Console.Read();
    }

启动查看执行结果：

发现一个问题，递归3s，非递归0s，随后我又进行了更多的测试：

执行时间测试

StackOverflowException:因包含的嵌套方法调用过多而导致执行堆栈溢出时引发的异常。 此类不能被继承。

StackOverflowException 执行堆栈溢出发生错误时引发，通常发生非常深度或无限递归。

-:没有等到结果。

当然这个测试并不专业，但是也展示出了它的效率的确满足了当前的需求。

4、查找构建树形结果

原理同上述非递归相同，不同之处是我们通过查找的数据去构建树形

我们通过查找获取到圈中的任务,再通过当前节点获取到父级节点，因为当时没考虑到任务层级的关系，因此为添加层级编号，为此可能会有重复的存在，因此我们使用HashSet<T>来剔除我们的重复数据，最终获取到有用数据再通过非递归遍历方法，我们便可以再次构建出树形(tree)，来转化为JSON数据。

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