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ltree

这个模块实现了一种数据类型ltree用于表示存储在一个层次树状结构中的数据的标签。还提供了在标签树中搜索的扩展功能。

这个模块被视为“trusted”，也就是说，它可以是由拥有CREATE特权的非超级用户安装在当前数据库上。

1. 定义

一个标签是一个字母数字字符和下划线的序列（例如，在 C 区域中允许字符A-Za-z0-9_）。

标签长度必须少于 256 字符。

例子：42, Personal_Services

一个标签路径是由点号分隔的零个或者更多个标签的序列，例如L1.L2.L3，它表示一个从层次树的根到一个特定节点的路径。一个标签路径的长度不能超过65535标签。

例子：Top.Countries.Europe.Russia

ltree模块提供多种数据类型：

• ltree存储一个标签路径。

• lquery表示一个用于匹配ltree值的类正则表达式的模式。一个简单词匹配一个路径中的那个标签。一个星号（*）匹配零个或更多个标签。它们可以用点连接起来，以形成一个必须匹配整个标签路径的模式。例如：

foo 正好匹配标签路径foo

.foo. 匹配任何包含标签foo的标签路径

*.foo 匹配任何最后一个标签是foo的标签路径

星号和简单词都可以被用来限制它能匹配多少标签：

*{n} 匹配正好n个标签

*{n,} 匹配至少n个标签

*{n,m} 匹配至少n个但是最多m个标签

{,m} 匹配最多m个标签 — 与{0,m}相同

foo{n,m} 匹配至少 n 但是不超过 m 并发的 foo

foo{,} 匹配任何数量的并发的 foo, 包括零

在缺乏任何显式量词的情况下，星号的默认值是匹配任意数量的标签(也就是{,})，而非星号项的默认值是只匹配一次(也就是{1})。

有几个修饰符可以放在一个非星号的lquery项的末尾，使它能匹配除了精确匹配之外更多的匹配:

@ 不区分大小写匹配，例如a@匹配A

匹配带此前缀的任何标签，例如foo*匹配foobar

% 匹配开头以下划线分隔的词

%的行为有点复杂。它尝试匹配词而不是整个标签。例如，foo_bar%匹配foo_bar_baz但是不匹配foo_barbaz。如果和*组合，前缀匹配可以单独应用于每一个词，例如foo_bar%*匹配foo1_bar2_baz但不匹配foo1_br2_baz。

此外，你可以写多个带有|（OR）的可能改过的非星号项目来匹配那些项目中的任何一个（或几个），并且你可以在非星号组最前面放上!（NOT）来匹配任何不匹配那些分支的标签。量词，若有的话，位于组的末尾;它意味着作为一个整体的组的一些匹配(也就是说，一些匹配或不匹配任何替代的标签)。

这里是一个lquery的例子：

Top.{0,2}.sport@.!football|tennis{1,}.Russ*|Spain

a. b. c. d. e.

这个查询将匹配任何这样的标签路径：

a. 开始于标签Top

b. 并且接着具有 0 到 2 个标签

c. 之后是一个开始于大小写无关的前缀sport的标签

d. 然后有一个或多个标签，没有匹配football和tennis。

e. 并且结尾是一个开始于Russ的标签，或者完全匹配Spain的标签。

• ltxtquery表示一种用于匹配ltree值的类全文搜索的模式。一个ltxtquery值包含词，也可能在末尾带有修饰符@、*、%，修饰符具有和lquery中相同的含义。词可以用&（AND）、|（OR）、!（NOT）以及圆括号组合。lquery和ltxtquery的关键区别是前者匹配词时不考虑它们在标签路径中的位置。

这是一个ltxtquery的例子：

Europe & Russia*@ & !Transportation

这将匹配包含标签Europe以及任何以Russia开始（大小写不敏感）的标签的路径，但是不匹配包含标签Transportation的路径。这些词在路径中的位置并不重要。还有，当使用%时，该次可以与一个标签中任何下划线分隔的词匹配，而不管它们的位置如何。

注意：ltxtquery允许符号之间的空白，但是ltree和lquery不允许。

2. 操作符和函数

类型ltree有普通比较操作符 =、<>、 <、>、<=、>=。比较会按照树遍历的顺序排序，一个节点的子女按照标签文本排序。另外，还有表 C.13中显示的特殊操作符。

表 C.13. ltree 操作符

操作符/描述
ltree @> ltree → boolean 左参数是右参数(或相等)的
ltree <@ ltree → boolean 左参数是右参数(或相等)的
ltree ~ lquery → boolean lquery ~ ltree → boolean ltree 匹配 lquery
ltree ? lquery[] → boolean lquery[] ? ltree → boolean ltree 在数组中匹配任何 lquery
ltree @ ltxtquery → boolean ltxtquery @ ltree → boolean ltree 匹配 ltxtquery
ltree
ltree
ltree[] @> ltree → boolean ltree <@ ltree[] → boolean 数组中包含一个 ltree的
ltree[] <@ ltree → boolean ltree @> ltree[] → boolean 数组中包含一个 ltree的
ltree[] ~ lquery → boolean lquery ~ ltree[] → boolean 数组中包含匹配 lquery的任何路径
ltree[] ? lquery[] → boolean lquery[] ? ltree[] → boolean Does ltree 数组中包含匹配任何lquery的任何路径
ltree[] @ ltxtquery → boolean ltxtquery @ ltree[] → boolean 数组中包含匹配ltxtquery的任何路径
ltree[] ?@> ltree → ltree返回作为ltree的第一个数组条目，如果没有则返回NULL
ltree[] ?<@ ltree → ltree返回作为ltree的第一个数组条目，如果没有则返回NULL
ltree[] ?~ lquery → ltree 返回匹配lquery的第一个数组条目，如果没有，则返回NULL
ltree[] ?@ ltxtquery → ltree 返回匹配ltxtquery的第一个数组条目，如果没有，则返回NULL

操作符<@、@>、 @以及~~有类似的、 ^<@、^@>、^@、 ^~~，只是它们不适用索引。它们只对测试目的有用。

可用的函数在表 C.14中。

表 C.14. ltree 函数

函数/描述/例子
subltree ( ltree, start integer, end integer ) → ltree返回从位置start到位置end-1的ltree的子路径(从0开始计数)。subltree('Top.Child1.Child2', 1, 2) → Child1
subpath ( ltree, offset integer, len integer ) → ltree返回从位置offset开始的ltree的子路径，长度为len。如果offset为负，则子路径从距离路径终点的远端开始。如果len为负，将许多标签留在路径的末尾。subpath('Top.Child1.Child2', 0, 2) → Top.Child1
subpath ( ltree, offset integer ) → ltree返回从位置offset开始的ltree的子路径，扩展到路径的结束。如果offset为负，则子路径从距离路径终点的远端开始。subpath('Top.Child1.Child2', 1) → Child1.Child2
nlevel ( ltree ) → integer返回路径中标签的数量。nlevel('Top.Child1.Child2') → 3
index ( a ltree, b ltree ) → integer返回b在a中第一次出现的位置，如果没有发现则返回-1。index('0.1.2.3.5.4.5.6.8.5.6.8', '5.6') → 6
index ( a ltree, b ltree, offset integer ) → integer返回b在a中第一次出现的位置，如果没有发现则返回-1。搜索从位置offset开始;负的offset是指从路径的末端开始的-offset标签。index('0.1.2.3.5.4.5.6.8.5.6.8', '5.6', -4) → 9
text2ltree ( text ) → ltree 转换 text 到 ltree ltree2text ( ltree ) → text 转换 ltree 到 text
lca ( ltree [, ltree [, ... ]] ) → ltree计算路径的最长公共祖先(最多可支持8个参数)。lca('1.2.3', '1.2.3.4.5.6') → 1.2
lca ( ltree[] ) → ltree计算数组中的路径的最长公共祖先。lca(array['1.2.3'::ltree,'1.2.3.4']) → 1.2

3. 索引

ltree支持一些能加速上述操作符的索引类型：

• ltree上的 B-树索引： <、<=、=、 >=、>

• ltree 之上的GiST索引(gist_ltree_ops opclass): <、<=、=、 >=、>、 @>、<@、@、~、?

gist_ltree_ops GiST opclass将一组路径标签近似计算为位图签名。它的可选整数参数siglen决定了签名的字节长度。默认签名长度为8字节。签名长度的有效值在1到2024字节之间。更长的签名将导致更精确的搜索(扫描更小的索引部分和更少的堆页)，但代价是更大的索引。

创建默认签名长度为8字节的索引的例子：

CREATE INDEX path_gist_idx ON test USING GIST (path);

创建签名长度为100字节的索引的例子:

CREATE INDEX path_gist_idx ON test USING GIST (path

gist_ltree_ops(siglen=100));

• ltree[] 之上的GiST索引(gist__ltree_ops opclass): ltree[] <@ ltree、ltree @>ltree[]、 @、~、?

gist__ltree_ops GiST opclass 的工作类似于gist_ltree_ops 并且也使用签名长度作为参数。 gist__ltree_ops中的siglen的默认值为28字节。

创建这样一个默认签名长度为28字节的索引的例子：

CREATE INDEX path_gist_idx ON test USING GIST (array_path);

创建这样一个签名长度为100字节的索引的例子：

CREATE INDEX path_gist_idx ON test USING GIST (array_path

gist__ltree_ops(siglen=100));

注意：这种索引类型是有损的。

4. 例子

这个例子使用下列数据:

CREATE TABLE test (path ltree);

INSERT INTO test VALUES ('Top');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Science');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Science.Astronomy');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Science.Astronomy.Astrophysics');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Science.Astronomy.Cosmology');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Hobbies');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Hobbies.Amateurs_Astronomy');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Collections');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Collections.Pictures');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Collections.Pictures.Astronomy');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Collections.Pictures.Astronomy.Stars');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Collections.Pictures.Astronomy.Galaxies');

INSERT INTO test VALUES ('Top.Collections.Pictures.Astronomy.Astronauts');

CREATE INDEX path_gist_idx ON test USING GIST (path);

CREATE INDEX path_idx ON test USING BTREE (path);

现在，我们有一个表test，它被填充了描述下列层次的数据：

Top

/ |

Science Hobbies Collections

/ |

Astronomy Amateurs_Astronomy Pictures

/ |

Astrophysics Cosmology Astronomy

/ |

Galaxies Stars Astronauts

我们可以做继承：

test=## SELECT path FROM test WHERE path <@ 'Top.Science';

path

------------------------------------

Top.Science

Top.Science.Astronomy

Top.Science.Astronomy.Astrophysics

Top.Science.Astronomy.Cosmology

(4 rows)

这里是一些路径匹配的例子：

test=## SELECT path FROM test WHERE path ~ '*.Astronomy.*';

path

-----------------------------------------------

Top.Science.Astronomy

Top.Science.Astronomy.Astrophysics

Top.Science.Astronomy.Cosmology

Top.Collections.Pictures.Astronomy

Top.Collections.Pictures.Astronomy.Stars

Top.Collections.Pictures.Astronomy.Galaxies

Top.Collections.Pictures.Astronomy.Astronauts

(7 rows)

test=## SELECT path FROM test WHERE path @'Astro*&!pictures@ ';

path

------------------------------------

Top.Science.Astronomy

Top.Science.Astronomy.Astrophysics

Top.Science.Astronomy.Cosmology

(3 rows)

这里是一些全文搜索的例子：

test=## SELECT path FROM test WHERE path @ 'Astro*% & !pictures@';

path

------------------------------------

Top.Science.Astronomy

Top.Science.Astronomy.Astrophysics

Top.Science.Astronomy.Cosmology

Top.Hobbies.Amateurs_Astronomy

(4 rows)

test=## SELECT path FROM test WHERE path @ 'Astro* & !pictures@';

path

------------------------------------

Top.Science.Astronomy

Top.Science.Astronomy.Astrophysics

Top.Science.Astronomy.Cosmology

(3 rows)

使用函数的路径构建：

test=## SELECT subpath(path,0,2)||'Space'||subpath(path,2) FROM test test-## WHERE

test-## path <@ 'Top.Science.Astronomy';

?column?

------------------------------------------

Top.Science.Space.Astronomy

Top.Science.Space.Astronomy.Astrophysics

Top.Science.Space.Astronomy.Cosmology

(3 rows)

我们可以通过常见一个在路径中指定位置插入标签的 SQL 函数来简化：

test=## CREATE FUNCTION ins_label(ltree, int, text) RETURNS ltree

test-## AS 'select subpath($1,0,$2) || $3 || subpath($1,$2);'

test-## LANGUAGE SQL IMMUTABLE;

CREATE FUNCTION

test=## SELECT ins_label(path,2,'Space') FROM test WHERE path <@ 'Top.Science.Astronomy';

ins_label

------------------------------------------

Top.Science.Space.Astronomy

Top.Science.Space.Astronomy.Astrophysics

Top.Science.Space.Astronomy.Cosmology

(3 rows)

5. 转换

有一些额外的扩展为 PL/Python 实现了ltree类型的转换。

这些扩展是ltree_plpythonu、ltree_plpython2u 以及ltree_plpython3u。如果安装了这些转换并且在创建函数时指定了它们，ltree值会被映射为Python 列表（不过，当前并不支持逆向的转换）。

小心:强烈建议转换扩展安装在与ltree相同的模式中。否则，如果转换扩展的模式包含恶意用户定义的对象，就会存在安装时的安全隐患。

1. 定义​

2. 操作符和函数​

3. 索引​

4. 例子​

5. 转换​

1. 定义

2. 操作符和函数

3. 索引

4. 例子

5. 转换