C#构建树形结构数据(全部构建,查找构建)

前言

树形结构数据在实际开发中非常常见，具有分级、层级、分类等特点，通常应用于目录结构、组织机构、商品分类等场景。本文将介绍如何使用C#构建树形结构数据，包括全部构建和查找构建两种方案。

全部构建

步骤一：定义数据结构

我们假设有一个数据表，包含id、parentId、name三个字段，其中id为自增主键，parentId为父节点id，name为节点名称，例如：

id	parentId	name
1	0	根节点1
2	1	二级节点1
3	1	二级节点2
4	2	三级节点1
5	2	三级节点2

我们可以定义一个与之对应的数据结构，例如：

public class TreeNode
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public List<TreeNode> Children { get; set; }
}

其中，Id为节点id，Name为节点名称，Children为子节点集合。

步骤二：加载数据

我们需要将数据表中的数据加载到内存中，使用List存储。

List<TreeNode> nodes = new List<TreeNode>();
// 加载数据
foreach (DataRow row in dataTable.Rows)
{
    var node = new TreeNode
    {
        Id = row.Field<int>("id"),
        Name = row.Field<string>("name")
    };
    nodes.Add(node);
}

步骤三：构建树形结构

接下来的任务就是将这个扁平的节点列表转换成树形结构。我们可以采用递归的方式进行构建：

public static List<TreeNode> BuildTree(List<TreeNode> nodes, int parentId = 0)
{
    var tree = new List<TreeNode>();
    foreach (var node in nodes.Where(n => n.ParentId == parentId))
    {
        node.Children = BuildTree(nodes, node.Id);
        tree.Add(node);
    }
    return tree;
}

当parentId为0时，意味着构建根节点。对于每一个节点，我们在nodes中查找其子节点，并添加到Children中。

步骤四：完整代码

public class TreeNode
{
    public int Id { get; set; }
    public int ParentId { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public List<TreeNode> Children { get; set; }
}

public static class TreeBuilder
{
    public static List<TreeNode> BuildTree(List<TreeNode> nodes, int parentId = 0)
    {
        var tree = new List<TreeNode>();
        foreach (var node in nodes.Where(n => n.ParentId == parentId))
        {
            node.Children = BuildTree(nodes, node.Id);
            tree.Add(node);
        }
        return tree;
    }
}

查找构建

如果数据量较大，全部构建可能会导致性能问题。在这种情况下，我们可以使用查找构建的方式，只构建需要的节点。

步骤一：定义数据结构

与全部构建相同，我们需要定义一个树形结构的节点类：

public class TreeNode
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public List<TreeNode> Children { get; set; }
}

步骤二：加载数据

同样是将数据表中的数据加载到内存中，使用List存储。

List<TreeNode> nodes = new List<TreeNode>();
// 加载数据
foreach (DataRow row in dataTable.Rows)
{
    var node = new TreeNode
    {
        Id = row.Field<int>("id"),
        Name = row.Field<string>("name")
    };
    nodes.Add(node);
}

步骤三：查找构建

我们通过递归的方式，构建指定节点的树形结构。具体实现如下：

public static List<TreeNode> BuildTree(List<TreeNode> nodes, int id)
{
    var tree = new List<TreeNode>();
    foreach (var node in nodes.Where(n => n.ParentId == id))
    {
        node.Children = BuildTree(nodes, node.Id);
        tree.Add(node);
    }
    return tree;
}

步骤四：完整代码

public class TreeNode
{
    public int Id { get; set; }
    public int ParentId { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public List<TreeNode> Children { get; set; }
}

public static class TreeBuilder
{
    public static List<TreeNode> BuildTree(List<TreeNode> nodes, int parentId = 0)
    {
        var tree = new List<TreeNode>();
        foreach (var node in nodes.Where(n => n.ParentId == parentId))
        {
            node.Children = BuildTree(nodes, node.Id);
            tree.Add(node);
        }
        return tree;
    }

    public static List<TreeNode> BuildSubTree(List<TreeNode> nodes, int id)
    {
        var tree = new List<TreeNode>();
        foreach (var node in nodes.Where(n => n.Id == id))
        {
            node.Children = BuildTree(nodes, node.Id);
            tree.Add(node);
        }
        return tree;
    }
}

示例说明

我们假设有一张商品分类表，其中的数据如下：

id	parentId	name
1	0	电器类
2	1	彩电类
3	1	冰箱类
4	2	液晶电视
5	2	智能电视
6	3	单门冰箱
7	3	双门冰箱

示例一：全部构建

我们可以使用以下代码构建整个树形结构：

List<TreeNode> nodes = LoadDataFromDb();
List<TreeNode> tree = TreeBuilder.BuildTree(nodes);

构建出的树形结构如下：

电器类
|--彩电类
|  |--液晶电视
|  |--智能电视
|--冰箱类
   |--单门冰箱
   |--双门冰箱

示例二：查找构建

如果我们只需要构建彩电类及其子类别的树形结构，我们可以使用以下代码：

List<TreeNode> nodes = LoadDataFromDb();
List<TreeNode> tree = TreeBuilder.BuildSubTree(nodes, 2);

构建出的树形结构如下：

彩电类
|--液晶电视
|--智能电视