Neo4j实战 | 基本概念介绍

目录

前言

结点

标签

关系和关系类型

属性

路径

模式

索引和约束

路径匹配

匹配任意结点

匹配路径

匹配标签

指定约束

匹配关系

变长路径匹配

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前言

在学习Neo4j之前，我们要先了解Neo4j的一些基本概念，这样我们才能更容易理解Cypher语句以及设计自己的图数据库，如果学习过图相关知识理解起来也比较简单。这里结合The Neo4j Getting Started Guide v4.3的例子（下图）来讲述一下。

下面的图片所描述的是一个图，有点像ER图，这个图是由若干个结点和连接这些结点的有向边组成的。

结点

结点常用来表示某些实体。如上图所示，Tom Hanks，Robert Zemeckis和Forrest Gump都是实体，用结点表示。一个结点也可以构成一个图。

标签

将实体的某些共同特点抽象出来，我们就可以把实体分为若干个类，这有点像面向对象的思想，结点就是对象，标签就是类名。如上图所示，Tom Hanks和Robert Zemeckis都是人，所以我们给它个Person标签，Forrest Gump是一部电影，所以给他Movie标签。

关系和关系类型

两个结点之间存在的有向边我们称它为关系。关系是有方向的，比如上图的两个关系ACTED_IN和DIRECTED，同时ACTED_IN和DIRECTED也叫做关系类型，从图中可以看出Tom Hanks出演了Forrest Gump这部电影，而Robert Zemeckis是这部电影的导演，如果这个关系反过来或者是双向的那么逻辑上就讲不通了。

属性

结点和关系都有属性。属性是用来描述结点和关系的相关信息的，为键值对的形式。比如属性name值为Tom Hanks的这个人结点，他出生于1956年（born=1956），属性name值为Robert Zemeckis的这个电影结点，发行于1994年（released=1994），Tom Hanks与Robert Zemeckis的饰演关系ACTED_IN中，Tom Hanks充当Forrest这个角色（roles=['Forrest']）。

路径

路径由若干个结点和它们之间的关系组成。从Tom Hanks到Forrest Gump这两个实体组成的路径如下图。

上图的路径长度为1，路径的方向是从Tom Hanks到Forrest Gump。路径的长度可以为0，并且也能自己指向自己，如下图。

 

模式

这里的模式指的是数据库的概念模式，是数据库的逻辑表示，包括每个数据的逻辑定义以及数据间的逻辑联系。Neo4j中是否要规定概念模式由开发者自行决定，开发者无需预先定义架构，也不一定要创建索引和约束，不像SQL，Neo4j只需创建节点、关系和属性，在需要的时候再引入索引和约束也可以。

索引和约束

索引和约束的定义与SQL的类似，索引用来提高查询的性能，约束用于确保数据符合规则。

路径匹配

由于后面会先学Cypher从句，这里先讲一下关于路径匹配模式的东西，后面学从句的时候能更容易看得懂整个句子表达的意思。

匹配任意结点

Neo4j使用一个圆括号括住一个变量来匹配结点：

(a)

(a)表示匹配一个任意类型的结点，然后节点信息存在a中，a为一个变量。在后面路径的匹配中这个变量可写可不写，当你需要用变量存储路径对应位置的信息时就可以写。

匹配路径

路径匹配实际上是按你给出来的形式来匹配路径

Neo4j使用短横线和小于号或大于号表示一个方向，两个短横线表示匹配任意关系，比如：

(a)-->(b)

(a)-->(b)表示匹配任意两个结点和它的关系（关系方向为一个结点到另一个结点）组成的长度为1的路径，节点信息保存在a和b中，我们可以用图来画出这种关系。

 还有一种复杂一点的匹配

(a)-->(b)<--(c)

匹配的模式如下图

如果不需要中间那个结点的信息的话我们可以写成

(a)-->()<--(c)

匹配标签

我们用冒号加标签名来表示一个标签

(a:User)-->(b)

这时匹配的是标签为User的结点到任意节点长度为1的路径。当然我们可以使用多标签或者不使用变量来存放节点信息。使用多标签表示匹配包含给出的所有标签的结点。

(a:User:Admin)-->(b)
(:User:Admin)-->(b)

指定约束

我们可以给结点添加一些属性约束，从而达到where子句的效果

(a {name: 'Andy'})-->(b)

这里匹配属性name为Andy的结点与任意结点长度为1的路径。

匹配关系

前面我们匹配的是任意的关系，我们还可以指定关系类型

(a)-[r:REL_TYPE]->(b)

这里REL_TYPE就是关系类型，匹配任意关系类型为REL_TYPE的长度为1的路径，关系信息存在变量r中。关系只能有一种类型，但我们可以匹配多种类型的关系，用竖线|隔开，表示满足给出关系中的任一个就能匹配。

(a)-[r:TYPE1|TYPE2]->(b)

 不需要使用关系信息时可以省略变量r。

(a)-[:REL_TYPE]->(b)

变长路径匹配

前面我们匹配的都是长度为1的路径，我们还能匹配不定长的路径。比如匹配长度为2的路径，可以这样写

(a)-[*2]->(b)

这样写等价于

(a)--()-->(b)

表示匹配任意长度为2的路径。

我们还能匹配给定长度范围的路径。比如匹配任意路径长度为3到5（包括3和5）的路径：

(a)-[*3..5]->(b)

匹配长度大于3（包括3）的路径

(a)-[*3..]->(b)

匹配长度小于5（包括5）的路径

(a)-[*..5]->(b)

 匹配任意长度的路径

(a)-[*]->(b)

此外，我们还能指定路径的关系类型，比如

(a)-[r:REL_TYPE*1..2]->(b)

表示匹配长度为1到2并且类型为REL_TYPE的路径。