如何设计和实现通用唯一 Code 生成方法

在开发中，尤其是涉及分层结构（如分类、目录、组织等）时，唯一的编码（Code）是一个常见需求。一个好的编码生成器需要确保代码的唯一性、可读性，并且能够随着层级的递增动态扩展。本文将探讨如何设计和实现一个通用的唯一 Code 生成方法。

场景分析

需求：
- 第一层的编码规则是 B+两位数字（如 B01）。
- 第二层是 B+三位数字（如 B01001），第三层以此类推。
- 编码需唯一，并支持动态生成。
- 子层级的编码需基于父层级的编码（如 B01 的子级为 B01001）。
常见的应用场景：
- 组织架构：如公司 -> 部门 -> 团队。
- 商品分类：如一级分类 -> 二级分类 -> 三级分类。
- 文件目录：如文件夹 -> 子文件夹 -> 文件。

设计要点

唯一性：
- 每个编码在其所属层级内必须唯一。
- 子层级编码必须包含父层级的编码。
动态扩展性：
- 层级数不固定，可根据需要自由扩展。
高效查询：
- 生成编码时，应尽量减少对数据库的读写操作，提高性能。
清晰的规则：
- 规则简单明了，便于开发和维护。
- 不允许有模糊的特殊字符或冗余的空格。

实现思路

规则定义：
- 第一层：以 B 开头，后接两位数字（B01）。
- 第二层：在父级编码基础上追加三位数字（B01001）。
- 第三层：继续追加三位数字（B01001001）。
递增逻辑：
- 查询当前层级的最大编码。
- 在最大编码的末尾递增（如 001 -> 002）。
默认值生成：
- 如果层级中无记录，则从 B01 或 001 开始生成。
数据存储：
- 数据表需包含以下字段：
  - Code（编码）
  - Level（层级）
  - Pid（父节点 ID，用于关联父层级）
  - Name（名称，用于展示）

代码实现

以下是使用 C# 的实现示例：

数据库服务层

public async Task<string> GetMaxCodeByLevelAsync(int level, Guid? parentId = null)
{
    if (parentId.HasValue)
    {
        // 查询特定父节点下的最大 Code
        return await _context.SpAdjustmentDicts
            .Where(o => o.Level == level && o.Pid == parentId)
            .OrderByDescending(o => o.Code)
            .Select(o => o.Code)
            .FirstOrDefaultAsync();
    }
    else
    {
        // 查询该层级的最大 Code
        return await _context.SpAdjustmentDicts
            .Where(o => o.Level == level)
            .OrderByDescending(o => o.Code)
            .Select(o => o.Code)
            .FirstOrDefaultAsync();
    }
}

生成编码方法

private async Task<string> GenerateCodeAsync(int level, Guid? parentId = null)
{
    string maxCode = await GetMaxCodeByLevelAsync(level, parentId);

    if (string.IsNullOrEmpty(maxCode))
    {
        if (parentId.HasValue)
        {
            // 子层级的默认起始值
            var parent = await _context.SpAdjustmentDicts.FindAsync(parentId);
            return parent.Code + "001";
        }
        else
        {
            // 第一层默认值
            return "B01";
        }
    }

    // 递增逻辑
    if (parentId.HasValue)
    {
        // 子层级递增
        int subNumber = int.Parse(maxCode.Substring(maxCode.Length - 3)) + 1;
        return maxCode.Substring(0, maxCode.Length - 3) + subNumber.ToString("D3");
    }
    else
    {
        // 第一层递增
        int majorNumber = int.Parse(maxCode.Substring(1)) + 1;
        return "B" + majorNumber.ToString("D2");
    }
}

记录校验与添加

private async Task<SpAdjustmentDict> EnsureRecordExistsAsync(
    string name,
    int level,
    SysUser user,
    Guid? parentId = null)
{
    if (string.IsNullOrEmpty(name)) return null;

    var existingRecord = parentId.HasValue
        ? await _adjustmentDictService.SelectByNameAndLevelAndPid(name, level, parentId.Value)
        : await _adjustmentDictService.SelectByNameAndLevel(name, level);

    if (existingRecord != null) return existingRecord;

    string code = await GenerateCodeAsync(level, parentId);

    var newRecord = new SpAdjustmentDict
    {
        Name = name,
        Code = code,
        Level = level,
        Pid = parentId,
        LogicDelFlg = false,
        InsertBy = user.UserName,
        UpdateBy = user.UserName,
        InsertTime = DateTime.Now,
        UpdateTime = DateTime.Now,
        InsertById = user.Id,
        UpdateById = user.Id
    };

    return await _adjustmentDictService.Add(newRecord);
}

优化与扩展

并发问题：
- 为防止并发导致重复编码，可在数据库中为 Code 列添加唯一约束。
- 使用事务或锁机制确保线程安全。
高性能需求：
- 考虑缓存每个层级的最大编码，减少数据库查询频率。
适配更多规则：
- 可以通过配置文件或参数传递动态调整编码规则（如修改前缀或位数）。
日志记录：
- 在编码生成过程中记录详细日志，便于排查问题。

总结

通过设计规则清晰、递增逻辑严谨的编码生成方法，可以轻松实现分层结构中的唯一编码需求。这种通用方法适用于多种场景，如组织架构、商品分类等。在实际应用中，根据业务特点调整规则与性能优化策略，可以使编码系统更加高效可靠。