Java中查询所有上级和下级数据的实现

在现代软件开发中，很多应用需要展示层级结构的数据，如组织架构、分类体系等。这类数据通常可表示为树形结构，其中每个节点（例如员工或分类）可能有一个或多个子节点（下级）以及可追溯到的父节点（上级）。在本文中，我们将探讨如何使用 Java 查询所有上级和下级的数据，并提供相关的示例代码。

1. 数据模型设计

在开始编码之前，我们需要定义一个简单的数据模型来表示一个节点。我们可以创建一个类，如 Node，该类包含节点的 ID、名称、父节点和子节点列表。

public class Node {
    private int id;
    private String name;
    private Node parent;
    private List<Node> children;

    public Node(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.children = new ArrayList<>();
    }

    // getters and setters omitted for brevity

    public void addChild(Node child) {
        child.setParent(this);
        this.children.add(child);
    }
}

2. 构建层级数据

接下来，我们构建一个简单的层级数据结构，并向其中添加一些节点。我们可以通过以下代码来实现。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Node root = new Node(1, "根节点");
        Node child1 = new Node(2, "子节点1");
        Node child2 = new Node(3, "子节点2");
        Node grandChild1 = new Node(4, "孙子节点1");
        Node grandChild2 = new Node(5, "孙子节点2");

        root.addChild(child1);
        root.addChild(child2);
        child1.addChild(grandChild1);
        child1.addChild(grandChild2);
    }
}

3. 查询上下级数据

接下来，我们将实现两个方法：一个用于查询所有下级节点，另一个用于查询所有上级节点。

3.1 查询下级节点

查询下级节点可以通过递归遍历树结构实现。以下是实现代码：

public List<Node> getAllDescendants(Node node) {
    List<Node> descendants = new ArrayList<>();
    for (Node child : node.getChildren()) {
        descendants.add(child);
        descendants.addAll(getAllDescendants(child));
    }
    return descendants;
}

3.2 查询上级节点

查询上级节点的方式也可以是递归的，直到达到树的根节点。以下是实现代码：

public List<Node> getAllAncestors(Node node) {
    List<Node> ancestors = new ArrayList<>();
    Node parent = node.getParent();
    while (parent != null) {
        ancestors.add(parent);
        parent = parent.getParent();
    }
    return ancestors;
}

4. 查询示例

我们可以在 main 方法中使用上述两个函数来查询具体的节点信息。

public static void main(String[] args) {
    Node root = ...; // Create the tree as before

    Node targetNode = grandChild1; // 例如，我们查询孙子节点1
    List<Node> descendants = getAllDescendants(targetNode);
    List<Node> ancestors = getAllAncestors(targetNode);

    System.out.println("下级节点:");
    for (Node descendant : descendants) {
        System.out.println(descendant.getName());
    }

    System.out.println("上级节点:");
    for (Node ancestor : ancestors) {
        System.out.println(ancestor.getName());
    }
}

5. 关系图

为了帮助理解层级关系，我们可以使用关系图来可视化层级结构。以下是使用 mermaid 语法描述的关系图：

erDiagram
    NODE {
        int id
        string name
    }
    NODE ||--o{ NODE : "parent"

上面的关系图展示了每个节点可能有一个父节点以及多个子节点的结构。

6. 总结

在本文中，我们探讨了如何在 Java 中构建一个基本的节点类来表示层级数据，并实现了查询所有上级和下级节点的方法。本文示例代码突出了递归的重要性，以及如何有效地遍历树形结构。通过这种方式，我们能够灵活地获取所需的层级数据，从而在实际应用中提供良好的用户体验。

希望通过这篇文章，你能够对 Java 中的层级数据查询有所了解，并能够在自己的项目中加以应用。如有任何问题或建议，欢迎留言讨论！