项目实战--实现一个多级菜单统一工具类

一、背景介绍

在项目开发工程中，经常需要实现多级菜单的效果，比如需要一个多级功能菜单、多级评论、多级部门等功能，如果每个项目都要定制一版代码或者SQL，就会面临代码重复开发的问题。为简化开发过程并提高代码的可维护性，我实现一个统一的工具类来处理这些需求，使用SpringBoot创建一个返回多级菜单、多级评论、多级部门、多级分类的统一工具类。

二、数据库字段设计方案

首先，在数据库设计时，考虑是否需要tree_path字段。
通常来说，多级节点的数据库设计一般会有id，parentId字段，但是对于tree_path字段是否需要需要，可做如下参考：

  • 优点：
（1）如果对数据的读取操作比较频繁，而且需要快速查询某个节点的所有子节点或父节点，那么使用tree_path 字段可以提高查询效率。
（2）tree_path 字段可以使用路径字符串表示节点的层级关系，例如使用逗号分隔的节点ID列表。这样，可以通过模糊匹配tree_path 字段来查询某个节点的所有子节点或父节点，而无需进行递归查询。
（3）可以使用模糊匹配的方式，找到所有以该节点的 tree_path 开头的子节点，并将它们删除，而无需进行递归删除。
  • 缺点：
（1）每次插入时，需要更新tree_path 字段,这可能会导致性能下降。
（2）tree_path 字段的长度可能会随着树的深度增加而增加，可能会占用更多的存储空间。

根据以上分析，在设计数据库评论字段时，需要权衡使用treepath字段和父评论ID字段的优缺点，并根据具体的应用场景和需求做出选择。如果更关注读取操作的效率和查询、删除的灵活性，可以考虑使用tree_path 字段。
如果更关注写入操作的效率和数据一致性，并且树的深度不会很大，那使用父评论ID字段来实现多级评论可能更简单和高效。

三、统一工具类实现方案
1.创建统一规范接口
@Data
public interface ITreeNode<T> {/*** @return 获取当前元素Id*/Object getId();/*** @return 获取父元素Id*/Object getParentId();/*** @return 获取当前元素的 children 属性*/List<T> getChildren();/*** ( 如果数据库设计有tree_path字段可覆盖此方法来生成tree_path路径 )** @return 获取树路径*/default Object getTreePath() { return ""; }
}
2.创建工具类TreeNodeUtil

需要实现能将一个List元素构建成熟悉结构，实现生成tree_path字段。
首先将元素分为父子两类，让其构建出一个小型树，然后将构建的子元素和下次遍历的父节点传入，递归的不断进行，这样就构建出最终的想要实现的效果。

public class TreeNodeUtil {private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(TreeNodeUtil.class);public static final String PARENT_NAME = "parent";public static final String CHILDREN_NAME = "children";public static final List<Object> IDS = Collections.singletonList(0L);public static <T extends ITreeNode> List<T> buildTree(List<T> dataList) {return buildTree(dataList, IDS, (data) -> data, (item) -> true);}public static <T extends ITreeNode> List<T> buildTree(List<T> dataList, Function<T, T> map) {return buildTree(dataList, IDS, map, (item) -> true);}public static <T extends ITreeNode> List<T> buildTree(List<T> dataList, Function<T, T> map, Predicate<T> filter) {return buildTree(dataList, IDS, map, filter);}public static <T extends ITreeNode> List<T> buildTree(List<T> dataList, List<Object> ids) {return buildTree(dataList, ids, (data) -> data, (item) -> true);}public static <T extends ITreeNode> List<T> buildTree(List<T> dataList, List<Object> ids, Function<T, T> map) {return buildTree(dataList, ids, map, (item) -> true);}/*** 数据集合构建成树形结构 （ 注: 如果最开始的 ids 不在 dataList 中，不会进行任何处理 ）** @param dataList 数据集合* @param ids      父元素的 Id 集合* @param map      调用者提供 Function<T, T> 由调用着决定数据最终呈现形势* @param filter   调用者提供 Predicate<T> false 表示过滤 （ 注: 如果将父元素过滤掉等于剪枝 ）* @param <T>      extends ITreeNode* @return*/public static <T extends ITreeNode> List<T> buildTree(List<T> dataList, List<Object> ids, Function<T, T> map, Predicate<T> filter) {if (CollectionUtils.isEmpty(ids)) {return Collections.emptyList();}// 1. 将数据分为 父子结构Map<String, List<T>> nodeMap = dataList.stream().filter(filter).collect(Collectors.groupingBy(item -> ids.contains(item.getParentId()) ? PARENT_NAME : CHILDREN_NAME));List<T> parent = nodeMap.getOrDefault(PARENT_NAME, Collections.emptyList());List<T> children = nodeMap.getOrDefault(CHILDREN_NAME, Collections.emptyList());// 1.1 如果未分出或过滤了父元素则将子元素返回if (parent.size() == 0) {return children;}// 2. 使用有序集合存储下一次变量的 idsList<Object> nextIds = new ArrayList<>(dataList.size());// 3. 遍历父元素 以及修改父元素内容List<T> collectParent = parent.stream().map(map).collect(Collectors.toList());for (T parentItem : collectParent) {// 3.1 如果子元素已经加完，直接进入下一轮循环if (nextIds.size() == children.size()) {break;}// 3.2 过滤出 parent.id == children.parentId 的元素children.stream().filter(childrenItem -> parentItem.getId().equals(childrenItem.getParentId())).forEach(childrenItem -> {// 3.3 这次的子元素为下一次的父元素nextIds.add(childrenItem.getParentId());// 3.4 添加子元素到 parentItem.children 中try {parentItem.getChildren().add(childrenItem);} catch (Exception e) {log.warn("TreeNodeUtil 发生错误, 传入参数中 children 不能为 null，解决方法: \n" +"方法一、在map（推荐）或filter中初始化 \n" +"方法二、List<T> children = new ArrayList<>() \n" +"方法三、初始化块对属性赋初值\n" +"方法四、构造时对属性赋初值");}});}buildTree(children, nextIds, map, filter);return parent;}/*** 生成路径 treePath 路径** @param currentId 当前元素的 id* @param getById   用户返回一个 T* @param <T>* @return*/public static <T extends ITreeNode> String generateTreePath(Serializable currentId, Function<Serializable, T> getById) {StringBuffer treePath = new StringBuffer();if (SystemConstants.ROOT_NODE_ID.equals(currentId)) {// 1. 如果当前节点是父节点直接返回treePath.append(currentId);} else {// 2. 调用者将当前元素的父元素查出来，方便后续拼接T byId = getById.apply(currentId);// 3. 父元素的 treePath + "," + 父元素的idif (!ObjectUtils.isEmpty(byId)) {treePath.append(byId.getTreePath()).append(",").append(byId.getId());}}return treePath.toString();}
}
四、测试一下

创建一个类实现 ITreeNode

@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = false)
@Accessors(chain = true)
@AllArgsConstructor
public class TestChildren implements ITreeNode<TestChildren> {private Long id;private String name;private String treePath;private Long parentId;public TestChildren(Long id, String name, String treePath, Long parentId) {this.id = id;this.name = name;this.treePath = treePath;this.parentId = parentId;}@TableField(exist = false)private List<TestChildren> children = new ArrayList<>();
}

测试基本功能

public static void main(String[] args) {List<TestChildren> testChildren = new ArrayList<>();testChildren.add(new TestChildren(1L, "父元素", "", 0L));testChildren.add(new TestChildren(2L, "子元素1", "1", 1L));testChildren.add(new TestChildren(3L, "子元素2", "1", 1L));testChildren.add(new TestChildren(4L, "子元素2的孙子元素", "1,3", 3L));testChildren = TreeNodeUtil.buildTree(testChildren);System.out.println(JSONUtil.toJsonStr(Result.success(testChildren)));
}

返回结果:

{"code": "00000","msg": "操作成功","data": [{"id": 1,"name": "父元素","treePath": "","parentId": 0,"children": [{"id": 2,"name": "子元素1","treePath": "1","parentId": 1,"children": []}, {"id": 3,"name": "子元素2","treePath": "1","parentId": 1,"children": [{"id": 4,"name": "子元素2的孙子元素","treePath": "1,3","parentId": 3,"children": []}]}]}]
}

测试过滤以及重构数据：
测试代码:

// 对 3L 进行剪枝,对 1L 进行修改
testChildren = TreeNodeUtil.buildTree(testChildren, (item) -> {if (item.getId().equals(1L)) {item.setName("更改了 Id 为 1L 的数据名称");}return item;
}, (item) -> item.getId().equals(3L));

返回结果:

{"code": "00000","msg": "操作成功","data": [{"id": 1,"name": "更改了 Id 为 1L 的数据名称","treePath": "","parentId": 0,"children": [{"id": 2,"name": "子元素1","treePath": "1","parentId": 1,"children": []}]}]
}

测试结果分析：

(1)测试传入错误的 ids，返回传入的 testChildren
(2)测试传入具有父子结构，但是 ids 传错的情况 （可以根据实际需求更改是否自动识别父元素），返回传入的 testChildren
(3)测试  testChildren 中 children元素为 null，给出提示，不构建树
(4)测试 generateTreePath 生成路径，返回路径

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