gStore最新版1.2之新增内置高级函数详解（一）

gStore1.2版本新增了七个高级函数，我们分成2期来对每一个函数的使用进行详细介绍，本期介绍的高级函数为单源最短路径（包括SSSP和SSSPLen）、标签传播（labelProp）、弱连通分量（WCC）三个高级函数。

1 单源最短路径

查询以结点 u 为源结点到其余结点的最短路径。提供了两种查询方式：SSSP和SSSPLen；SSSP返回最短路径，SSSPLen返回最短路径长度。

SSSP(u, directed, pred_set)
SSSPLen(u, directed, pred_set)

• 参数 u : 变量或结点 IRI，表示源结点

  directed : 布尔值，为真表示有向，为假表示无向（图中所有边视为双向）

  pred_set：考虑的谓词集合（若设置为空 {} ，则表示允许出现数据中的所有谓词）

• 返回值

  SSSP 返回最短路径，返回值为以下形式，其中 src 为 u 对应的 IRI；dst 为某可达结点对应的 IRI ；nodes 包含路径中涉及结点的下标和IRI；edges 包含路径中涉及边的首尾节点下标和谓词 IRI 。

  {
      "paths": [
          {
              "src": "<src_IRI>",
              "dst": "<dst_IRI>",
              "edges": [
                  {
                      "fromNode": 0,
                      "toNode": 1,
                      "predIRI": "<pred>"
                  }
              ],
              "nodes": [
                  {
                      "nodeIndex": 0,
                      "nodeIRI": "<src_IRI>"
                  },
                  {
                      "nodeIndex": 1,
                      "nodeIRI": "<dst_IRI>"
                  }
              ]
          },
          ...
      ]
  }
  

  SSSPLen 返回最短路径长度，返回值为以下形式，其中 src 为 u 对应的 IRI；dst为某可达结点对应的IRI ；length为src到dst的最短路长度。

  {
      "paths": [
          {
              "src": "<src_IRI>",
              "dst": "<dst_IRI>",
              "length": <src_dst_length>
          },
          ...
      ]
  }
  

• 示例（数据集详见【4 示例数据集】）

  下面的查询返回以Alice在无向图（图中所有边视为双向）中的单源最短路径，边上的关系可以是喜欢或关注，查询语句为：

  SELECT (SSSP(<Alice>, false, {<喜欢>, <关注>}) AS ?x) WHERE{}
  

  结果如下：

  {
      "paths": [
          {
              "src": "<Alice>",
              "dst": "<Francis>",
              "edges": [
                  {"fromNode": 0,"toNode": 1,"predIRI": "<喜欢>"},
                  {"fromNode": 1,"toNode": 3,"predIRI": "<喜欢>"},
                  {"fromNode": 3,"toNode": 4,"predIRI": "<喜欢>"}
              ],
              "nodes": [
                  {"nodeIndex": 4,"nodeIRI": "<Francis>"},
                  {"nodeIndex": 3,"nodeIRI": "<Carol>"},
                  {"nodeIndex": 1,"nodeIRI": "<Bob>"},
                  {"nodeIndex": 0,"nodeIRI": "<Alice>"}
              ]
          },
          {
              "src": "<Alice>",
              "dst": "<Carol>",
              "edges": [
                  {"fromNode": 0,"toNode": 1,"predIRI": "<喜欢>"},
                  {"fromNode": 1,"toNode": 3,"predIRI": "<喜欢>"}
              ],
              "nodes": [
                  {"nodeIndex": 3,"nodeIRI": "<Carol>"},
                  {"nodeIndex": 1,"nodeIRI": "<Bob>"},
                  {"nodeIndex": 0,"nodeIRI": "<Alice>"}
              ]
          },
          {
              "src": "<Alice>",
              "dst": "<Alice>",
              "edges": [],
              "nodes": [
                  {"nodeIndex": 0,"nodeIRI": "<Alice>"}
              ]
          },
          {
              "src": "<Alice>",
              "dst": "<Dave>",
              "edges": [
                  {"fromNode": 0,"toNode": 5,"predIRI": "<关注>"}
              ],
              "nodes": [
                  {"nodeIndex": 5,"nodeIRI": "<Dave>"},
                  {"nodeIndex": 0,"nodeIRI": "<Alice>"}
              ]
          },
          {
              "src": "<Alice>",
              "dst": "<Bob>",
              "edges": [
                  {"fromNode": 0,"toNode": 1,"predIRI": "<喜欢>"}
              ],
              "nodes": [
                  {"nodeIndex": 1,"nodeIRI": "<Bob>"},
                  {"nodeIndex": 0,"nodeIRI": "<Alice>"}
              ]
          },
          {
              "src": "<Alice>",
              "dst": "<Eve>",
              "edges": [
                  {"fromNode": 0,"toNode": 1,"predIRI": "<喜欢>"},
                  {"fromNode": 1,"toNode": 2,"predIRI": "<喜欢>"}
              ],
              "nodes": [
                  {"nodeIndex": 2,"nodeIRI": "<Eve>"},
                  {"nodeIndex": 1,"nodeIRI": "<Bob>"},
                  {"nodeIndex": 0,"nodeIRI": "<Alice>"}
              ]
          }
      ]
  }
  

  若要返回所有单源最短路径的长度，则使用以下查询：

  SELECT (SSSPLen(<Alice>, false, {<喜欢>, <关注>}) AS ?x) WHERE{}
  

  结果如下：

  {
      "paths": [
          {"src": "<Alice>","dst": "<Francis>","length": 3},
          {"src": "<Alice>","dst": "<Carol>","length": 2},
          {"src": "<Alice>","dst": "<Alice>","length": 0},
          {"src": "<Alice>","dst": "<Dave>","length": 1},
          {"src": "<Alice>","dst": "<Bob>","length": 1},
          {"src": "<Alice>","dst": "<Eve>","length": 2}
      ]
  }
  

2 标签传播 labelProp

基于标签传播查询图中各结点的聚类情况，可用于社区发现等多种应用。

labelProp(directed, pred_set, MaxIter=maxIter)

• 参数 directed : 布尔值，为真表示有向，为假表示无向（图中所有边视为双向）

  pred_set：考虑的谓词集合（若设置为空 {} ，则表示允许出现数据中的所有谓词）

  maxIter: 最大迭代次数，大于等于1的整数

• 返回值

  返回分类数组，其中元素为结点 IRI ，对应图中结点的一个划分。

  {
      "paths": [
          ["<IRI_1>", "<IRI_2>"],
          ["<IRI_N>"],
          ...
      ]
  }
  

• 示例（数据集详见【4 示例数据集】）

  下面的查询返回有向图中基于标签传播算法的聚类划分，边上的关系只能是不喜欢，查询语句为：

  SELECT (labelProp(true,{<不喜欢>},MaxIter=10) AS ?x) WHERE {}
  

  结果如下：

  {
      "paths": [
          ["<Alice>"],
          ["<Bob>"],
          ["<Eve>","<Carol>","<Francis>","<Dave>"]
      ]
  }
  

  函数执行过程推演：

  （1）首先将图中各个节点如下赋予标签

  <Alice>	<Bob>	<Eve>	<Carol>	<Francis>	<Dave>
  0	1	2	3	4	5

  （2）标签传播过程如下表所示

  <Alice>	<Bob>	<Eve>	<Carol>	<Francis>	<Dave>
  0	1	2	3	4	5
  0	1	4	3	5	5
  0	1	0	3	5	5
  0	1	5	3	3	3
  0	1	0	3	3	3
  0	1	0	3	3	3
  0	1	3	3	3	3
  0	1	0	3	3	3
  0	1	3	3	3	3

3 弱连通分量 WCC

返回图的所有弱连通分量。

WCC(pred_set)

• 参数

  pred_set：构成弱连通分量的边上允许出现的谓词集合。若设置为空 {} ，则表示允许出现数据中的所有谓

• 返回值

  返回分类数组，形式与标签传播的返回值相同。

  {
      "paths": [
          ["<IRI_1>", "<IRI_2>"],
          ["<IRI_N>"],
          ...
      ]
  }
  

• 示例（数据集详见【4 示例数据集】）

  下面的查询返回图中的所有弱连通分量，且构成它的边只能由喜欢关系标记：

  select (WCC({<喜欢>}) as ?y) where{}
  

  结果如下，即 Francis、Alice、Bob、Carol、Eve 在一个弱连通分量中，Dave 在另一个弱连通分量中：

  {
      "paths":[
          ["<Francis>","<Alice>","<Bob>","<Carol>","<Eve>"],
          ["<Dave>"]
       ]
  }
  

4 示例数据集

<Alice> <关注> <Bob> .
<Alice> <喜欢> <Bob> .
<Alice> <不喜欢> <Eve> .
<Bob> <关注> <Alice> .
<Bob> <喜欢> <Eve> .
<Carol> <关注> <Bob> .
<Carol> <喜欢> <Bob> .
<Carol> <不喜欢> <Francis> .
<Dave> <关注> <Alice> .
<Dave> <关注> <Eve> .
<Dave> <不喜欢> <Francis> .
<Eve> <喜欢> <Carol> .
<Francis> <喜欢> <Carol> .
<Francis> <不喜欢> <Dave> .
<Francis> <不喜欢> <Eve> .

虚拟网络社交图

以上为gStore1.2中新增的三个高级函数的使用详解，下一篇我们将继续介绍新增的另外四个高级函数的使用详解。