SPARQL 详解

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本笔记衍生自 三元组详解

概述

SPARQL（SPARQL Protocol and RDF Query Language） 是 W3C 标准的 RDF 查询语言，类似于关系数据库的 SQL，用于查询和操作 RDF 数据。

查询类型

类型	用途
SELECT	返回匹配的变量绑定
CONSTRUCT	构造新的 RDF 图
ASK	返回布尔值（是否存在匹配）
DESCRIBE	返回资源的描述信息

基本语法结构

PREFIX ex: <http://example.org/>
PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>

SELECT ?name ?age
WHERE {
    ?person foaf:name ?name .
    ?person ex:年龄 ?age .
}

语法要素

要素	说明
PREFIX	定义命名空间前缀
SELECT	指定返回的变量
WHERE	定义图模式（匹配条件）
?var	变量，以 ? 或 $ 开头
.	三元组模式分隔符

基础查询示例

简单查询

# 查询所有人的名字
SELECT ?name
WHERE {
    ?person a ex:Person .
    ?person foaf:name ?name .
}

可选匹配（OPTIONAL）

# 查询人名，年龄可选
SELECT ?name ?age
WHERE {
    ?person foaf:name ?name .
    OPTIONAL { ?person ex:年龄 ?age }
}

过滤条件（FILTER）

# 查询年龄大于 20 的人
SELECT ?name ?age
WHERE {
    ?person foaf:name ?name .
    ?person ex:年龄 ?age .
    FILTER (?age > 20)
}

常用过滤函数

函数	说明	示例
FILTER	条件过滤	FILTER (?age > 20)
REGEX	正则匹配	FILTER REGEX(?name, "^张")
BOUND	检查变量是否绑定	FILTER BOUND(?age)
LANG	获取语言标签	FILTER (LANG(?name) = "zh")
STR	转换为字符串	STR(?uri)

聚合函数

# 统计每个城市的人数
SELECT ?city (COUNT(?person) AS ?count)
WHERE {
    ?person ex:居住于 ?city .
}
GROUP BY ?city
HAVING (COUNT(?person) > 10)
ORDER BY DESC(?count)
LIMIT 10

聚合函数列表

函数	说明
COUNT	计数
SUM	求和
AVG	平均值
MIN / MAX	最小/最大值
GROUP_CONCAT	字符串连接
SAMPLE	随机取样

高级查询

UNION（联合查询）

# 查询认识或喜欢李四的人
SELECT ?person
WHERE {
    { ?person ex:认识 ex:李四 }
    UNION
    { ?person ex:喜欢 ex:李四 }
}

MINUS（差集）

# 查询没有年龄信息的人
SELECT ?person
WHERE {
    ?person a ex:Person .
    MINUS { ?person ex:年龄 ?age }
}

子查询

# 查询好友数最多的人
SELECT ?person ?friendCount
WHERE {
    {
        SELECT ?person (COUNT(?friend) AS ?friendCount)
        WHERE {
            ?person ex:认识 ?friend .
        }
        GROUP BY ?person
    }
}
ORDER BY DESC(?friendCount)
LIMIT 1

属性路径

SPARQL 1.1 支持属性路径表达式：

语法	含义
ex:a/ex:b	路径连接（a 然后 b）
ex:a|ex:b	路径选择（a 或 b）
ex:a*	零或多次
ex:a+	一或多次
ex:a?	零或一次
^ex:a	反向路径

属性路径示例

# 查询张三直接或间接认识的人（传递闭包）
SELECT ?person
WHERE {
    ex:张三 ex:认识+ ?person .
}

# 查询张三的朋友的朋友
SELECT ?fof
WHERE {
    ex:张三 ex:认识/ex:认识 ?fof .
    FILTER (?fof != ex:张三)
}

CONSTRUCT 构造查询

# 构造新的 RDF 图
CONSTRUCT {
    ?person ex:is_adult true .
}
WHERE {
    ?person ex:年龄 ?age .
    FILTER (?age >= 18)
}

更新操作（SPARQL Update）

INSERT DATA

INSERT DATA {
    ex:王五 a ex:Person ;
           foaf:name "王五" ;
           ex:年龄 30 .
}

DELETE DATA

DELETE DATA {
    ex:张三 ex:年龄 25 .
}

DELETE/INSERT

DELETE { ?person ex:年龄 ?oldAge }
INSERT { ?person ex:年龄 ?newAge }
WHERE {
    ?person ex:年龄 ?oldAge .
    BIND (?oldAge + 1 AS ?newAge)
}

常用 SPARQL 端点

端点	URL
DBpedia	https://dbpedia.org/sparql
Wikidata	https://query.wikidata.org/sparql
UniProt	https://sparql.uniprot.org/sparql

查询示例：Wikidata

# 查询所有中国城市
SELECT ?city ?cityLabel ?population
WHERE {
    ?city wdt:P31 wd:Q515 .        # 实例类型：城市
    ?city wdt:P17 wd:Q148 .        # 所属国家：中国
    OPTIONAL { ?city wdt:P1082 ?population }
    SERVICE wikibase:label { bd:serviceParam wikibase:language "zh,en" }
}
ORDER BY DESC(?population)
LIMIT 20

相关链接

• 三元组详解 - 衍生来源
• RDF规范 - SPARQL 查询的数据格式