[Oracle] Wer kennt wen über wen? Pfade in einem Graph auflisten - Seite 2 - Relationale Datenbanksysteme @ tutorials.de: Forum & Hilfe

Radhad · 02.04.07, 13:41

Schwierig wird das ganze, wenn man lieber eine nur eine Tablle mit zusammengesetzten Primärschlüssel aus UserID und FreindID verwenden will... Bei www.lokalisten.de werden einem nur die Freunde eines Freundes angezeigt, das war es dann auch schon. Es scheint wohl nicht so einfach zu sein.

Exceptionfault · 02.04.07, 14:18

Die Frage "Wer kennt wen über wen?" ist nüchtern betrachtet, nichts anderes als ein extrem einfacher Pathfinding Algorithmus. Das schöne daran ist, dass übliche Parameter wie "Wegekosten" o.ä. wegfallen und nur die Anzahl der Knoten bis zum Ziel entscheidend für die kürzeste Strecke sind. Daher eignet sich hier das rekursive SQL ("connect by") von Oracle sehr gut.

Rein aus Interesse habe ich mich mal an den wohl bekanntesten Pathfinding Algorithmus (A*) gemacht und in PL/SQL umgesetzt:

Als Grundlage dient mir ein Koordinatensystem mit fixen Orten, dargestellt durch folgende Tabelle und INSERTS

            
            
              
                
                  
                    Code:
                  
                

                  
                   	  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9101112 
 0A       B
 1                  H
 2            C
 3    D
 4          F           I
 5E
 6              G
 7      K
 8                  J     N
 9  M
10          L
11              O
12

CREATE TABLE places
(
    placeid     NUMBER(10,0)    CONSTRAINT NN_places_id     NOT NULL,
    name        VARCHAR2(30)    CONSTRAINT NN_places_name   NOT NULL,
    posx        NUMBER(10,0)    CONSTRAINT NN_places_posx   NOT NULL,
    posy        NUMBER(10,0)    CONSTRAINT NN_places_posy   NOT NULL
);

ALTER TABLE places
    ADD CONSTRAINT PK_places
    PRIMARY KEY ( placeid )
    USING INDEX;
    

INSERT INTO places VALUES(  1, 'A',  0,  0 ); 
INSERT INTO places VALUES(  2, 'B',  4,  0 );
INSERT INTO places VALUES(  3, 'C',  6,  2 );
INSERT INTO places VALUES(  4, 'D',  2,  3 );
INSERT INTO places VALUES(  5, 'E',  0,  5 );
INSERT INTO places VALUES(  6, 'F',  5,  4 );
INSERT INTO places VALUES(  7, 'G',  7,  6 );
INSERT INTO places VALUES(  8, 'H',  9,  1 );
INSERT INTO places VALUES(  9, 'I', 11,  4 );
INSERT INTO places VALUES( 10, 'J',  9,  8 );
INSERT INTO places VALUES( 11, 'K',  3,  7 );
INSERT INTO places VALUES( 12, 'L',  5, 10 );
INSERT INTO places VALUES( 13, 'M',  1,  9 );
INSERT INTO places VALUES( 14, 'N', 12,  8 );
INSERT INTO places VALUES( 15, 'O',  7, 11 );
                  
                

              
            
          

Die einzelnen Orte sind untereinander mit Strassen verbunden. Als zusätzliche Information werden die Wegekosten abgelegt. In meinem Fall wurden sie einfach über die Länge der Strecke berechnet. Ich gehe also davon aus, dass ich auf allen Strecken gleich schnell voran komme, keine Steigungen o.ä. vorhanden sind etc..

            
            
              
                
                  
                    Code:
                  
                

                  
                   	CREATE TABLE roads
(
    sourceid    NUMBER(10,0)    CONSTRAINT NN_roads_source  NOT NULL,
    targetid    NUMBER(10,0)    CONSTRAINT NN_roads_target  NOT NULL,
    cost        NUMBER(5,0)     CONSTRAINT NN_roads_cost    NOT NULL
);

ALTER TABLE roads 
    ADD CONSTRAINT PK_roads
    PRIMARY KEY ( sourceid, targetid )
    USING INDEX;
    
CREATE UNIQUE INDEX idx_roads_inv    
    ON roads ( targetid, sourceid );
    
INSERT INTO roads VALUES (  1,  4,  10 );
INSERT INTO roads VALUES (  9, 14,  15 );
INSERT INTO roads VALUES ( 10, 14,  10 );
INSERT INTO roads VALUES ( 14, 15,  25 );
INSERT INTO roads VALUES ( 12, 15,   5 );
INSERT INTO roads VALUES ( 13, 12,  15 );
INSERT INTO roads VALUES ( 13,  5,  15 );
INSERT INTO roads VALUES (  5,  4,   7 );
INSERT INTO roads VALUES (  8,  9,  12 );
INSERT INTO roads VALUES (  8,  3,  10 );
INSERT INTO roads VALUES (  3,  4,  15 );
INSERT INTO roads VALUES (  3,  2,   7 );
INSERT INTO roads VALUES (  1,  2,  15 );
INSERT INTO roads VALUES (  7, 10,   7 );
INSERT INTO roads VALUES (  6,  7,   7 );
INSERT INTO roads VALUES (  7, 11,  15 );
INSERT INTO roads VALUES ( 11,  5,  13 );
INSERT INTO roads VALUES (  8,  7,  23 );
                  
                

              
            
          

Daraus ergibt sich dann folgende Karte:
(siehe Anhang...)

Der Algorithmus selbst benötigt 2 temporäre Tabellen zur Berechnung:

            
                    Code:
                  
                   	CREATE GLOBAL TEMPORARY TABLE freelist (
    placeid     NUMBER(10,0),
    parentid    NUMBER(10,0),
    abscost     NUMBER(10,0),
    calccost    NUMBER(10,0),
    CONSTRAINT PK_FREELIST
    PRIMARY KEY ( placeid )
    USING INDEX
);

CREATE GLOBAL TEMPORARY TABLE locklist (
    placeid     NUMBER(10,0),
    parentid    NUMBER(10,0),
    abscost     NUMBER(10,0),
    calccost    NUMBER(10,0),
    CONSTRAINT PK_LOCKLIST
    PRIMARY KEY ( placeid )
    USING INDEX
);

Die Funktionsweise des A* Algorithmus möchte ich hier nicht erläutern, das würde den Rahmen sprengen, darum hier einfach der Sourcecode meines Packages:

            
                    sql Code: 
                  
                        CREATE OR REPLACE FUNCTION CALCCOSTS( sourceid        IN places.placeid%TYPE,
                                      targetid        IN places.placeid%TYPE )
                                      RETURN             NUMBER
IS
    s       places%ROWTYPE;
    t       places%ROWTYPE;
    calc    NUMBER;
BEGIN
    SELECT  *
    INTO    s
    FROM    places
    WHERE   placeid = sourceid;
    
    SELECT  *
    INTO    t
    FROM    places 
    WHERE   placeid = targetid;
    
    calc := 5 * ROUND( SQRT( (t.POSX - s.POSX)*(t.POSX - s.POSX) + (t.POSY - s.POSY)*(t.POSY - s.POSY) ) );
    DBMS_OUTPUT.put_line( '=> Calculation distance between ' || TO_CHAR( sourceid ) || ' and ' || to_char( targetid ) || ' => ' || to_char( calc ) );
    RETURN  calc;
END;                        
/
 
SHO ERRORS
 
CREATE OR REPLACE PACKAGE A_STAR
IS
 
    PROCEDURE SEARCH(   sourceid    IN places.placeid%TYPE,
                        targetid    IN places.placeid%TYPE );
    
END;
/
 
SHOW ERRORS
 
CREATE OR REPLACE PACKAGE BODY A_STAR
IS
 
    targetnode      places.placeid%TYPE;
 
    ------------------------------------------------------------------------------------------------
    PROCEDURE INIT_SEARCH
    IS
    BEGIN
        DELETE FROM LOCKLIST;
        DELETE FROM FREELIST;
        targetnode := NULL;
    END;
    
    ------------------------------------------------------------------------------------------------
    PROCEDURE ADD_TO_LOCKLIST( n_placeid  IN places.placeid%TYPE,
                               n_parentid IN places.placeid%TYPE,
                               n_abscost  IN NUMBER,
                               n_calccost IN NUMBER,
                               n_rowt     OUT locklist%ROWTYPE )
    IS
    BEGIN
        DBMS_OUTPUT.put_line( '=> Adding node to locklist: ' || TO_CHAR( n_placeid ));
        INSERT INTO LOCKLIST VALUES( n_placeid, n_parentid, n_abscost, n_calccost ) 
        RETURNING placeid, parentid, abscost, calccost INTO n_rowt;
        DELETE FROM FREELIST WHERE placeid = n_placeid;
    END;
      
    ------------------------------------------------------------------------------------------------
    PROCEDURE STEP_FORWARD( rowt OUT locklist%ROWTYPE )
    IS
    BEGIN
        SELECT  *
        INTO    rowt
        FROM    FREELIST
        WHERE   ABSCOST + CALCCOST = ( SELECT MIN( ABSCOST + CALCCOST ) FROM FREELIST )
        AND     ROWNUM  = 1;      
    END;
    
    ------------------------------------------------------------------------------------------------
    PROCEDURE MERGE_FREELIST( source    IN locklist%ROWTYPE )
    IS
    BEGIN
        MERGE INTO FREELIST f
        USING   (
                    -- finde alle orte, die mit der source verbunden sind und noch nicht in der
                    -- lockliste drin stehen
                    SELECT  sourceid AS PLACEID,
                            cost      
                    FROM    roads
                    WHERE   targetid = source.placeid
                    AND     sourceid NOT IN ( SELECT PLACEID FROM locklist )
                    UNION
                    SELECT  targetid AS PLACEID,
                            cost
                    FROM    roads
                    WHERE   sourceid = source.placeid
                    AND     targetid NOT IN ( SELECT PLACEID FROM locklist )
        ) r
        ON (
            f.PLACEID = r.PLACEID   
        )
        WHEN MATCHED THEN
            UPDATE SET      f.PARENTID = source.placeid,
                            f.ABSCOST  = source.abscost + r.cost
                   WHERE    f.ABSCOST  > source.abscost + r.cost                        
        WHEN NOT MATCHED 
            THEN INSERT VALUES ( r.PLACEID, source.PLACEID, source.abscost + r.cost, CALCCOSTS( r.placeid, targetnode ));
    
    END;    
    
    ------------------------------------------------------------------------------------------------
    PROCEDURE SEARCH(   sourceid        IN places.placeid%TYPE,
                        targetid        IN places.placeid%TYPE )
    IS
        rowt locklist%rowtype;
        i   PLS_INTEGER := 1;
    BEGIN
        INIT_SEARCH;
        
        targetnode := targetid;
        ADD_TO_LOCKLIST( sourceid, sourceid, 0, 0, rowt );
        
        WHILE rowt.placeid <> targetid LOOP
            MERGE_FREELIST( rowt );        
            STEP_FORWARD( rowt );
            ADD_TO_LOCKLIST( rowt.placeid, rowt.parentid, rowt.abscost, rowt.calccost,  rowt );
            i := i+1;
            IF i >= 1000 THEN 
                RETURN;
            END IF;
        END LOOP;
        
    END;
    
END;
/
 
SHOW ERRORS

Der Aufruf erfolgt dann einfach mit

            
                    Code:
                  
                   	set serveroutput on
exec A_STAR.SEARCH( 9, 1 );

Wobei die beiden Parameter die ID`s des Startknoten und des Zielknoten angeben.

Wer sich detailiert damit auseinadersetzen will, kann mal hier ( http://www.gamasutra.com/features/20...pinter_pfv.htm ) etwas tiefer nachlesen. Meine Implementation ist dagegen recht rudimentär.

Dani87 · 02.04.07, 15:12

Zitat:

Zitat von Thomas Darimont

Deshalb trägt der Thread ja auch die Kennzeichnung [Oracle]

Weiterhin ist im Link im ersten Post gezeigt wie man diese Aufgabe auch mit MySQL lösen kann.

Damit hast du wohl Recht. Sry nicht gesehen.

Ich dachte es geht jetzt nur um mysql.

Hmm, was das Beispiel angeht - Damit komme ich irgendwie nicht ganz klar. Bin selber dabei eine Lösung zu finden. Bin bereits soweit gekommen, dass ich eine Person zwischen zwei Personen bestimmen kann. Wobei die Lösung mehr oder weniger mit php umgesetzt wurde, mit array Funktionen. Würde mich freuen wenn jemand aus diesem Forum mal ein Script speziell für mysql entwickeln könnte.

**Thomas Darimont** · 02.04.07, 15:22

Hallo,

Zitat:

Hmm, was das Beispiel angeht - Damit komme ich irgendwie nicht ganz klar. Bin selber dabei eine Lösung zu finden. Bin bereits soweit gekommen, dass ich eine Person zwischen zwei Personen bestimmen kann. Wobei die Lösung mehr oder weniger mit php umgesetzt wurde, mit array Funktionen. Würde mich freuen wenn jemand aus diesem Forum mal ein Script speziell für mysql entwickeln könnte.

Genau dieses Problem wird in dem Link in meinem ersten Post für MySQL (zum Teil über Stored procedures) gelöst: http://www.artfulsoftware.com/mysqlb...qled1ch20.html

Gruß Tom