Вкладені цикли та рекурсія

Вкладені цикли — це цикли, які крутяться всередині інших циклів. Уяви собі секцію питань на співбесіді, коли одне питання тягне за собою ще купу уточнень. Логіка вкладених циклів така: зовнішній цикл робить ітерацію, а внутрішній цикл проходиться для кожної ітерації зовнішнього циклу.

Приклад: таблиця множення

Напишемо функцію, яка створює таблицю множення для чисел від 1 до 5. Це класика, де юзаються вкладені цикли:

CREATE OR REPLACE FUNCTION generate_multiplication_table()
RETURNS VOID AS $$
BEGIN
  FOR i IN 1..5 LOOP -- Зовнішній цикл
    FOR j IN 1..5 LOOP -- Внутрішній цикл
      RAISE NOTICE '% x % = %', i, j, i * j; -- Логуємо результат
    END LOOP;
  END LOOP;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

-- Виклик функції:
SELECT generate_multiplication_table();

Логіка роботи:

1. Зовнішній цикл перебирає значення i від 1 до 5.
2. Для кожного значення i, внутрішній цикл бере значення j від 1 до 5.
3. На кожному кроці комбінуються значення i і j, щоб порахувати результат множення.
4. Вивід виглядає як міні-таблиця:

   1 x 1 = 1
   1 x 2 = 2
   ...
   5 x 5 = 25

Практика: пошук перетинів у двох таблицях

Тепер давай зробимо більш "життєвий" приклад. Уяви, що в нас є дві таблиці:

• students (студенти, їх імена),
• courses (курси, на які вони записані).

Ми хочемо знайти студентів, які записані більше ніж на один курс. Юзаємо вкладені цикли:

CREATE OR REPLACE FUNCTION find_students_with_multiple_courses()
RETURNS TABLE(student_name TEXT, course_name TEXT) AS $$
BEGIN
  FOR student IN SELECT DISTINCT student_name FROM students LOOP
    FOR course IN SELECT DISTINCT course_name FROM courses WHERE student_id = student.student_id LOOP
      RETURN QUERY SELECT student.student_name, course.course_name;
    END LOOP;
  END LOOP;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

-- Виклик функції:
SELECT * FROM find_students_with_multiple_courses();

Рекурсія

Рекурсія — це коли функція викликає саму себе. Це як якщо ти попросиш друга пояснити SQL, а він скаже почитати документацію, яка посилається на цей же урок… Не плутай рекурсію з нескінченним циклом. У рекурсії завжди є "умова зупинки" (точка, де функція перестає викликати саму себе).

Приклад: обчислення факторіалу числа

Факторіал числа n — це добуток усіх чисел від 1 до n. Наприклад, факторіал 5 (позначається 5!) дорівнює 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120. Ось як це можна зробити через рекурсію:

CREATE OR REPLACE FUNCTION calculate_factorial(n INTEGER)
RETURNS INTEGER AS $$
BEGIN
  -- Умова зупинки: факторіал 0 або 1 дорівнює 1
  IF n = 0 OR n = 1 THEN
    RETURN 1;
  END IF;

  -- Рекурсивний виклик функції
  RETURN n * calculate_factorial(n - 1);
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

-- Виклик функції:
SELECT calculate_factorial(5); -- Результат: 120

Логіка роботи:

1. Якщо n дорівнює 0 або 1, повертаємо 1.
2. Якщо n > 1, функція викликає саму себе з аргументом n - 1 і множить це значення на n.
3. Таким чином, виклики "накопичуються", а потім розкручуються в один бік.

Практичний приклад: числа Фібоначчі

Числа Фібоначчі — це послідовність чисел, де кожне число є сумою двох попередніх. Послідовність починається так: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8....

Давай напишемо функцію для обчислення n-го числа в послідовності:

CREATE OR REPLACE FUNCTION fibonacci(n INTEGER)
RETURNS INTEGER AS $$
BEGIN
  -- Умова зупинки: перші два числа відомі
  IF n = 0 THEN
    RETURN 0;
  ELSIF n = 1 THEN
    RETURN 1;
  END IF;

  -- Рекурсивний виклик функції
  RETURN fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

-- Виклик функції:
SELECT fibonacci(6); -- Результат: 8

Коли юзати вкладені цикли та рекурсію?

1. Вкладені цикли круто підходять для роботи з таблицями:

   • Порівняння значень між двома таблицями.
   • Побудова складних комбінацій даних.

2. Рекурсія краще для:

   • Обчислення послідовностей (наприклад, факторіалів, Фібоначчі).
   • Роботи з ієрархічними структурами (наприклад, дерево категорій товарів).

Типові граблі

Вкладені цикли іноді дуже "дорогі" по продуктивності, особливо якщо працюєш з великими таблицями. Використовуй їх тільки коли не можна зробити це звичайними засобами SQL.

Коли юзаєш рекурсію, впевнись, що в тебе є чітка "умова зупинки". Без неї отримаєш нескінченний виклик функції і, скоріш за все, помилку переповнення стеку.

Складні вкладені конструкції можуть ускладнити дебаг. Допомагай собі RAISE NOTICE для виводу проміжних результатів.