【SQL Server】CTEと再帰クエリで階層データを征服せよ！実践編で組織図やカテゴリツリーを自在に操る

2024-06-19

SQL ServerにおけるCTEと再帰クエリ：詳細解説と実用的な例

SQL Serverにおける共通テーブル式（CTE）は、複雑なクエリをより読みやすく、モジュール化し、再利用しやすいようにするための強力なツールです。CTEと再帰を組み合わせることで、階層データ構造を効率的に処理し、複雑な分析を実行することができます。

本記事では、SQL ServerにおけるCTEと再帰クエリの詳細な解説と、実用的な例を交えてその使用方法をご紹介します。

CTE（共通テーブル式）とは？

CTEは、一時的な結果セットを定義するための構文です。この結果セットは、他のクエリで使用したり、再帰的に呼び出すことができます。CTEを使用することで、複雑なクエリをより小さな、理解しやすい部分に分割することができます。

再帰クエリは、自分自身を呼び出すクエリです。これは、階層データ構造を処理する場合に特に役立ちます。再帰クエリを使用すると、ループを使用してデータを階層的に処理する必要がなくなり、コードが簡潔で分かりやすくなります。

SQL ServerにおけるCTEと再帰クエリの構文は以下の通りです。

WITH recursive_cte_name (column_list)
AS
(
    -- アンカー メンバーのクエリ
    UNION ALL
    -- 再帰メンバーのクエリ
)

CTEと再帰クエリの実用的な例

例 1：階層データの取得

以下の例では、Categories テーブルを使用して、すべてのカテゴリとそのサブカテゴリを取得する再帰クエリを示します。

WITH recursive_categories (category_id, parent_category_id, category_name)
AS
(
    -- アンカー メンバー
    SELECT category_id, parent_category_id, category_name
    FROM Categories
    WHERE parent_category_id IS NULL

    UNION ALL

    -- 再帰メンバー
    SELECT c.category_id, c.parent_category_id, c.category_name
    FROM Categories c
    INNER JOIN recursive_categories p
        ON c.parent_category_id = p.category_id
)
SELECT *
FROM recursive_categories

例 2：組織図の生成

WITH recursive_organization (employee_id, manager_id, employee_name, manager_name)
AS
(
    -- アンカー メンバー
    SELECT e.employee_id, e.manager_id, e.employee_name, m.employee_name AS manager_name
    FROM Employees e
    LEFT JOIN Employees m
        ON e.manager_id = m.employee_id
    WHERE e.manager_id IS NULL

    UNION ALL

    -- 再帰メンバー
    SELECT e.employee_id, e.manager_id, e.employee_name, m.employee_name AS manager_name
    FROM Employees e
    INNER JOIN recursive_organization o
        ON e.manager_id = o.employee_id
)
SELECT *
FROM recursive_organization

複雑なクエリをより読みやすく、理解しやすいモジュールに分割できる
コードを簡潔にし、保守しやすくする
繰り返し処理を効率化できる
階層データ構造を効果的に処理できる

再帰クエリは、誤って使用すると、無限ループやパフォーマンスの問題を引き起こす可能性がある
CTEと再帰クエリを使用する前に、その動作を十分に理解することが重要である

SQL ServerにおけるCTEと再帰クエリは、複雑なデータ分析を容易にする強力なツールです。これらの機能を効果的に活用することで、より読みやすく、保守しやすく、パフォーマンスの高いSQLコードを書くことができます。

SQL ServerにおけるCTEと再帰クエリのサンプルコード

WITH recursive_categories (category_id, parent_category_id, category_name)
AS
(
    -- アンカー メンバー
    SELECT category_id, parent_category_id, category_name
    FROM Categories
    WHERE parent_category_id IS NULL

    UNION ALL

    -- 再帰メンバー
    SELECT c.category_id, c.parent_category_id, c.category_name
    FROM Categories c
    INNER JOIN recursive_categories p
        ON c.parent_category_id = p.category_id
)
SELECT *
FROM recursive_categories;

WITH recursive_organization (employee_id, manager_id, employee_name, manager_name)
AS
(
    -- アンカー メンバー
    SELECT e.employee_id, e.manager_id, e.employee_name, m.employee_name AS manager_name
    FROM Employees e
    LEFT JOIN Employees m
        ON e.manager_id = m.employee_id
    WHERE e.manager_id IS NULL

    UNION ALL

    -- 再帰メンバー
    SELECT e.employee_id, e.manager_id, e.employee_name, m.employee_name AS manager_name
    FROM Employees e
    INNER JOIN recursive_organization o
        ON e.manager_id = o.employee_id
)
SELECT *
FROM recursive_organization;

説明

上記の例では、2つのCTEを使用しています。

recursive_categories CTEは、すべてのカテゴリとそのサブカテゴリを取得するために使用されます。

これらのCTEは、UNION ALL 句を使用して再帰的に呼び出されます。UNION ALL 句は、2つの結果セットを結合するために使用されます。

最初の結果セットは、WHERE 句を使用してアンカーメンバーを定義します。アンカーメンバーは、再帰プロセスを開始するデータポイントです。

2番目の結果セットは、再帰メンバーを定義します。再帰メンバーは、INNER JOIN 句を使用して、以前に取得した結果セットを参照するデータポイントです。

CTEの結果セットは、SELECT 句を使用して取得できます。

補足

上記の例は、基本的な例です。実際の使用例では、より複雑なクエリが必要になる場合があります。

SQL ServerにおけるCTEと再帰クエリの代替方法

代替方法

階層データ用の永続テーブル：階層データ構造を永続テーブルに格納し、標準的なSQLクエリを使用して処理することができます。この方法は、クエリが複雑でない場合や、頻繁に変更する必要がない場合に適しています。
XMLまたはJSONデータ：階層データをXMLまたはJSON形式で格納し、XPathまたはJSONPathなどのクエリ言語を使用して処理することができます。この方法は、データが可搬性と柔軟性を必要とする場合に適しています。
グラフデータベース：階層データをグラフデータベースに格納し、Gremlinなどのクエリ言語を使用して処理することができます。この方法は、データが複雑で、さまざまな方法でクエリを実行する必要がある場合に適しています。

各方法の比較

方法	利点	欠点
CTEと再帰クエリ	シンプルでわかりやすい	複雑なクエリになりやすい
階層データ用の永続テーブル	パフォーマンスが良好、変更が容易	クエリが複雑になる可能性がある
XMLまたはJSONデータ	可搬性と柔軟性が高い	データの処理が複雑になる可能性がある
グラフデータベース	複雑なデータ構造を処理するのに適している	習得と使用が複雑になる可能性がある