精通递归 CTE：SQL 的盗梦空间

SQL必知必会2026-02-17 8:22

通用表表达式（CTE）非常适合清理代码。但递归 CTE 是完全不同的野兽。它们允许你在 CTE 自己的定义中引用 CTE 本身。

这听起来像是无限循环的领域（确实可能！），但一旦驯服，它就能解锁超能力，例如：

  • 遍历组织图（谁向谁报告？）
  • 生成日历日期以填补报告空白
  • 在图数据中查找路径（航班连接、网络路由）

递归 CTE 流程图：展示从锚点成员到递归成员再到终止条件的完整流程

WITH RECURSIVE 的解剖

递归 CTE 始终包含三个部分：

  1. 锚点成员（Anchor Member）：起点（非递归）
  2. 递归成员（Recursive Member）：引用 CTE 名称的查询
  3. 终止条件（Termination Condition） ：最终停止递归的 WHERE 子句

基础语法示例：

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE my_cte AS (
  -- 1. 锚点成员
  SELECT 1 AS n
  
  UNION ALL
  
  -- 2. 递归成员
  SELECT n + 1 
  FROM my_cte 
  WHERE n < 10 -- 3. 终止条件
)
SELECT * FROM my_cte;

查询结果：

n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

工作原理：

  1. 初始化 ：锚点成员返回 n = 1
  2. 第一次迭代 ：递归成员从 n = 1 生成 n = 2
  3. 第二次迭代 ：从 n = 2 生成 n = 3
  4. 继续迭代 ：直到 n = 10
  5. 终止 ：当 n = 10 时，WHERE n < 10 不再满足，递归停止

用例 1：生成数据

有时你需要每个月的每一天都有一行，即使你的交易表缺少某些日期。递归 CTE 是在 PostgreSQL 和 SQLite 中执行此操作的标准方法。

示例：生成 2025 年 1 月的所有日期

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE date_series AS (
  -- 起始日期
  SELECT '2025-01-01' AS seq_date
  
  UNION ALL
  
  -- 递归添加 1 天
  SELECT DATE(seq_date, '+1 day')
  FROM date_series
  WHERE seq_date < '2025-01-31'
)
SELECT * FROM date_series;

查询结果（部分显示）：

seq_date
2025-01-01
2025-01-02
2025-01-03
...
2025-01-29
2025-01-30
2025-01-31

实际应用场景：

  • 填补报告空白：即使某些日期没有交易，也能显示完整的日期范围
  • 时间序列分析：生成连续的时间点用于趋势分析
  • 日历生成：创建日历表用于数据仓库

跨数据库支持：

数据库 日期递增语法
SQLite DATE(seq_date, '+1 day')
PostgreSQL seq_date + INTERVAL '1 day'
MySQL DATE_ADD(seq_date, INTERVAL 1 DAY)
SQL Server DATEADD(day, 1, seq_date)

用例 2：遍历层级结构（组织图）

这是经典的教科书示例。想象一个 employees 表，其中每个员工都有一个 manager_id。如何找到每个人的完整指挥链？

示例数据：employees 表

id name manager_id
1 Big Boss NULL
2 VP Sales 1
3 VP Eng 1
4 Sales Rep 2
5 Engineer 3

递归查询：构建组织层级

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE hierarchy AS (
  -- 锚点：找到 CEO（没有经理的人）
  SELECT 
    id, 
    name, 
    manager_id, 
    0 as level, 
    name as path
  FROM employees
  WHERE manager_id IS NULL
  
  UNION ALL
  
  -- 递归：找到直接下属
  SELECT 
    e.id, 
    e.name, 
    e.manager_id, 
    h.level + 1, 
    h.path || ' > ' || e.name
  FROM employees e
  JOIN hierarchy h ON e.manager_id = h.id
)
SELECT * FROM hierarchy 
ORDER BY level, name;

查询结果：

id name manager_id level path
1 Big Boss NULL 0 Big Boss
2 VP Sales 1 1 Big Boss > VP Sales
3 VP Eng 1 1 Big Boss > VP Eng
5 Engineer 3 2 Big Boss > VP Eng > Engineer
4 Sales Rep 2 2 Big Boss > VP Sales > Sales Rep

工作原理详解：

  1. 验证锚点 ：找到 "Big Boss"（manager_id IS NULL）。Level = 0
  2. 第一次迭代：将 "Big Boss"（ID 1）与他的直接下属（VP Sales, VP Eng）连接。Level = 1
  3. 第二次迭代：找到 VP 的下属（Engineer, Sales Rep）。Level = 2
  4. 停止：当没有更多员工可以连接时，递归停止

关键字段说明：

  • level：员工在组织中的层级（0 = CEO，1 = VP，2 = 普通员工）
  • path：从 CEO 到当前员工的完整路径，便于理解汇报关系

实际应用场景：

  • 组织图可视化：生成公司的完整组织结构
  • 权限管理：确定用户的管理范围
  • 成本中心分析：计算每个部门的总人数和成本
  • 职业发展路径：显示员工的晋升路径

避免的陷阱

无限循环

如果你忘记 WHERE 子句或你的逻辑创建了一个循环（A 管理 B，B 管理 A），查询将永远运行（或直到数据库终止它）。

危险示例（无终止条件）：

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE infinite AS (
  SELECT 1 AS n
  UNION ALL
  SELECT n + 1 FROM infinite  -- 没有 WHERE 子句！
)
SELECT * FROM infinite;

安全提示：你可以严格限制深度作为故障保护：

sql 复制代码 
WHERE n < 100 -- 硬性限制

或者使用 level 限制：

sql 复制代码 
WHERE h.level < 10 -- 限制最大层级深度

检测循环的方法：

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE hierarchy AS (
  SELECT 
    id, 
    name, 
    manager_id, 
    0 as level,
    CAST(id AS TEXT) as id_path  -- 记录访问过的 ID
  FROM employees
  WHERE manager_id IS NULL
  
  UNION ALL
  
  SELECT 
    e.id, 
    e.name, 
    e.manager_id, 
    h.level + 1,
    h.id_path || ',' || CAST(e.id AS TEXT)
  FROM employees e
  JOIN hierarchy h ON e.manager_id = h.id
  WHERE h.id_path NOT LIKE '%' || CAST(e.id AS TEXT) || '%'  -- 检测循环
    AND h.level < 100  -- 安全限制
)
SELECT * FROM hierarchy;

大型树的性能

递归 CTE 通常逐行或逐级处理。对于大规模图（数百万个节点），专门的图数据库可能更快。但对于大多数标准业务层级结构，它运行得非常完美。

性能优化建议：

  1. 添加索引：
sql 复制代码 
CREATE INDEX idx_employees_manager ON employees(manager_id);
  1. 限制递归深度：
sql 复制代码 
WHERE level < 20  -- 大多数组织不会超过 20 层
  1. 使用物化视图（对于静态层级）：
sql 复制代码 
CREATE MATERIALIZED VIEW org_hierarchy AS
WITH RECURSIVE hierarchy AS (...)
SELECT * FROM hierarchy;
  1. 分批处理：对于非常大的层级结构，考虑按部门分批处理

性能对比：

节点数 递归 CTE 应用层循环 图数据库
< 1,000 优秀 良好 过度设计
1,000 - 10,000 良好 较慢 良好
10,000 - 100,000 可接受 很慢 优秀
> 100,000 较慢 不可行 优秀

更多实际应用场景

1. 生成斐波那契数列

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE fibonacci AS (
  SELECT 0 AS n, 0 AS fib, 1 AS next_fib
  UNION ALL
  SELECT 
    n + 1, 
    next_fib, 
    fib + next_fib
  FROM fibonacci
  WHERE n < 10
)
SELECT n, fib FROM fibonacci;

2. 查找文件系统路径

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE file_tree AS (
  -- 根目录
  SELECT id, name, parent_id, name as full_path
  FROM files
  WHERE parent_id IS NULL
  
  UNION ALL
  
  -- 子目录和文件
  SELECT 
    f.id, 
    f.name, 
    f.parent_id,
    ft.full_path || '/' || f.name
  FROM files f
  JOIN file_tree ft ON f.parent_id = ft.id
)
SELECT * FROM file_tree;

3. 计算累计总和

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE running_total AS (
  -- 第一行
  SELECT 
    date, 
    amount, 
    amount as cumulative,
    1 as row_num
  FROM transactions
  ORDER BY date
  LIMIT 1
  
  UNION ALL
  
  -- 累加后续行
  SELECT 
    t.date, 
    t.amount, 
    rt.cumulative + t.amount,
    rt.row_num + 1
  FROM transactions t
  JOIN running_total rt ON t.date > rt.date
  WHERE rt.row_num = (SELECT MAX(row_num) FROM running_total)
  LIMIT 1
)
SELECT * FROM running_total;

4. 查找图中的所有路径

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE paths AS (
  -- 起点
  SELECT 
    id as start_node,
    id as current_node,
    CAST(id AS TEXT) as path
  FROM nodes
  WHERE id = 1  -- 从节点 1 开始
  
  UNION ALL
  
  -- 遍历边
  SELECT 
    p.start_node,
    e.to_node,
    p.path || ' -> ' || CAST(e.to_node AS TEXT)
  FROM paths p
  JOIN edges e ON p.current_node = e.from_node
  WHERE p.path NOT LIKE '%' || CAST(e.to_node AS TEXT) || '%'  -- 避免循环
)
SELECT * FROM paths;

跨数据库支持

数据库 递归 CTE 支持 语法差异
PostgreSQL ✅ 完全支持 WITH RECURSIVE
SQLite ✅ 完全支持 WITH RECURSIVE
MySQL 8.0+ ✅ 完全支持 WITH RECURSIVE
SQL Server ✅ 完全支持 WITH ... AS (不需要 RECURSIVE 关键字)
Oracle 11g+ ✅ 完全支持 WITH ... AS (不需要 RECURSIVE 关键字)
MariaDB 10.2+ ✅ 完全支持 WITH RECURSIVE

SQL Server 示例（不需要 RECURSIVE 关键字）：

sql 复制代码 
WITH hierarchy AS (
  SELECT id, name, manager_id, 0 as level
  FROM employees
  WHERE manager_id IS NULL
  
  UNION ALL
  
  SELECT e.id, e.name, e.manager_id, h.level + 1
  FROM employees e
  JOIN hierarchy h ON e.manager_id = h.id
)
SELECT * FROM hierarchy;

最佳实践

1. 始终包含终止条件

sql 复制代码 
-- ✅ 正确
WHERE level < 100

-- ❌ 错误（可能无限循环）
-- 没有 WHERE 子句

2. 使用有意义的列名

sql 复制代码 
-- ✅ 正确
SELECT 
  id, 
  name, 
  level,
  path

-- ❌ 不清晰
SELECT 
  c1, 
  c2, 
  c3,
  c4

3. 添加注释说明逻辑

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE hierarchy AS (
  -- 锚点：找到根节点
  SELECT ...
  
  UNION ALL
  
  -- 递归：遍历子节点
  SELECT ...
  WHERE level < 10  -- 限制深度防止无限循环
)

4. 考虑性能影响

  • 对大型数据集使用索引
  • 限制递归深度
  • 对于静态数据考虑物化视图

5. 测试边界情况

  • 空表（没有根节点）
  • 单节点树
  • 循环引用
  • 非常深的层级

结论

WITH RECURSIVE 是将 SQL 用户与 SQL 大师区分开来的功能之一。它将复杂的应用层逻辑（循环和树）转化为单个优雅的数据库查询。

关键要点：

  • 递归 CTE 由三部分组成：锚点、递归和终止条件
  • 适用于层级数据、日期序列、图遍历等场景
  • 始终包含终止条件以避免无限循环
  • 对于大型数据集，考虑性能优化
  • 跨数据库支持良好，但语法略有差异

何时使用递归 CTE：

  • ✅ 遍历组织图或层级结构
  • ✅ 生成连续的日期或数字序列
  • ✅ 查找图中的路径
  • ✅ 计算累计值
  • ❌ 简单的聚合（使用 GROUP BY）
  • ❌ 超大规模图（考虑图数据库）

掌握递归 CTE，你就能用 SQL 解决以前需要应用层代码才能解决的复杂问题！

相关文章推荐

本文转载自 www.hisqlboy.com

原文标题：Mastering Recursive CTEs: The Inception of SQL

原文链接：https://www.hisqlboy.com/blog/mastering-recursive-ctes

原作者：SQL Boy Team

转载日期：2026-02-16

著作权归原作者所有。本文仅用于学习交流，非商业用途。

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