Hacker and Geeker's Way

之前介绍了 ChatGPT 的前端和后端的技术，今天我们再来说说 ChatGPT 问答系统中的数据结构。在 ChatGPT 的 Web 应用中，用户和机器人的对话不仅有普通的问答场景，而且有其他的业务场景，在本文中将详细介绍在 ChatGPT 中如何设计数据结构来支持这些业务场景。

ChatGPT 的业务场景

在 ChatGPT 的 Web 应用中，问答功能有多种业务场景。以下是这些业务场景的介绍。

普通问答

这是最常见的业务场景，用户输入问题，机器人给出答案，这里问题和答案是一对一的关系。在回答问题的过程中，用户不能再提交新的问题。需要注意的是，问题和答案是成对出现的，如果回答问题的过程中出错了（比如网络原因），用户的问题会被丢弃，用户需要重新输入问题。

编辑问题

用户如果在提出问题之后，发现自己提的问题有遗漏或者是需要修改，可以通过编辑问题的方式来修改问题。编辑完问题后重新提交，机器人会重新回答问题，这样会产生第二个问答对，跟之前的问答对是平行的关系。同样地，如果在编辑问题的过程中出错了，用户的问题会被丢弃，用户需要重新编辑问题。

重新回答

机器人回答问题后，用户如果对这个答案不满意，可以通过重新回答的方式来让机器人会重新生成新的答案。这个时候就不是产生一个问答对了，而只是产生一个答案。这种方式会让一个问题有多个答案，问题和答案是一对多的关系。要注意一点的是，重新回答只能重新生成最后一个答案。

问题和答案的关系

看完 ChatGPT 的问答业务场景，我们可以梳理在一个对话中问题和答案的关系。

正常流程

如果用户只是正常地提交问题，机器人回答问题，那么一个对话下来就是一个个问答对串行地出现。

分叉流程

如果用户使用了编辑问题和重新回答的功能，那么就会产生分叉流程。

如果是编辑问题，那么一个答案后面就会接着多个问题，这些问题是平行的关系。

如果是重新回答，那么一个问题后面就会接着多个答案，这些答案也是平行的关系。

每个分叉的流程都可以继续分叉，这样就会产生一个树状的结构，通过以上的分析，我们可以得到以下结论：

• 每个问题或答案有且仅有一个父节点（第一个问题的父节点就是根节点）
• 一个问题可以有多个答案
• 一个答案只能有一个问题

数据库设计

树结构是一种抽象数据类型，用于表示具有层次关系的数据集合。它由一个根节点以及若干个子树组成，子树中的每个节点又可以拥有自己的子树。树结构的特点是每个节点都有且仅有一个父节点（除根节点外），而一个节点可以有零个、一个或多个子节点。

树结构在计算机科学中有着广泛的应用，比如文件系统、数据库索引、图形学、编译器等等，比如我们熟悉的 Git 分支就是典型的树结构，还有游戏中的分支剧情也可以用这种结构去理解。在 ChatGPT 中，我们使用树结构来表示问题和答案的关系，这样就可以很方便地处理分叉流程的问题。

我们可以使用直接父节点的方法来设计数据库，直接父节点法是一种简单的表示树结构的方法。在这种方法中，为每个节点添加一个父节点 ID 字段，用以表示其父节点。对于根节点，其父节点 ID 字段为 NULL 或特殊值，其优点是结构简单，插入和删除操作方便。表结构示例：

• id：节点 ID
• parent_id：父节点 ID
• name：节点名称（或其他属性）

这种设计可以让我们方便地从树的上层往下查找数据，也可以从树的底层往上查找数据。

多个问题或答案的选择

在 ChatGPT 中进行了问题编辑和重新回答后，在页面上可以看到问题和答案的选择，用户通过点击左右箭头可以来选择不同的分叉流程，也可以说是树的不同路径。

这里的功能是通过一个目标节点来获取树的某个路径，示例图如下：

目标节点是选择的节点（问题或答案），路径是从根节点到底层节点的路径，这个路径必须经过目标节点，而且目标节点只能有一个，这样就可以得到一个路径。

刚才我们说过可以从树的上层往下查找数据，也可以从树的底层往上查找数据，这里我们就需要从目标节点开始，从下往上查找数据，直到根节点，代码示例如下：。

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let current = targetNode;
let result = [];
while (true) {
  // 根据父节点 ID 查找父节点，每个节点只有一个父节点
  const parent = allnodes.find(node => node.id === current.parent_id);
  if (parent) {
    result.push(parent);
    current = parent;
  } else {
    break;
  }
}

然后再从目标节点开始，从上往下查找数据，直到底层节点，代码示例如下：

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let current = targetNode;
let result = [];
while (true) {
  // 根据节点 ID 查找子节点，每个节点会有多个子节点
  const children = allnodes.filter(node => node.parent_id === current.id);
  // 默认选择第一个子节点
  if (children.length > 0) {
    result.push(children[0]);
    current = children[0];
  } else {
    break;
  }
}

最后将 2 个结果合并，就可以得到一个完整的路径了。

总结

今天介绍了 ChatGPT 中问答的几个业务场景，并根据业务场景探讨了其中的实现原理以及底层的数据结构，希望可以帮助你在今后开发中解决相类似的问题。

这个系列只是讨论 ChatGPT Web 应用中的比较有意思的技术点，并没有对所有功能进行详细的介绍，如果你对 ChatGPT 其他功能的技术实现感兴趣，可以留言进行讨论。