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使用测量

本文档介绍了如何在图表上定义和查询测量。您可以使用测量来确保在联接中正确执行聚合。

概览

“测量”是节点或边缘表的 PROPERTIES 子句中定义的聚合属性。测量是使用 MEASURE 关键字和以下受支持的聚合函数之一定义的：

SUM
AVG
COUNT
COUNT(DISTINCT)
MIN
MAX

测量根据其定义的节点或边缘表的 KEY 定义其聚合。这意味着，当您查询测量时，即使基础表以导致行重复的方式联接，也会正确执行聚合。

您无法在 GQL 查询中引用由测量定义的属性。相反，您可以通过调用 GRAPH_EXPAND TVF 来访问测量，以创建图表的扁平化表表示形式。此函数不接受所有类型的图表。如需详细了解哪些图构成有效输入，请参阅输入限制。

您可以对 GRAPH_EXPAND TVF 的输出调用 AGG 函数，以根据您在测量中定义的聚合函数聚合属性。

定义测量

您可以在节点或边缘表定义的 PROPERTIES子句中使用 MEASURE() 关键字（围绕受支持的聚合函数）来定义测量。

以下示例创建了一个名为 university 的数据集，以及学院、部门和课程的表：

CREATE SCHEMA IF NOT EXISTS university;

CREATE OR REPLACE TABLE university.College (
  college_id INT64 PRIMARY KEY NOT ENFORCED,
  college_name STRING
);

CREATE OR REPLACE TABLE university.Department (
  dept_id INT64 PRIMARY KEY NOT ENFORCED,
  dept_name STRING,
  college_id INT64,
  budget FLOAT64,
  FOREIGN KEY (college_id) REFERENCES university.College(college_id) NOT ENFORCED
);

CREATE OR REPLACE TABLE university.Course (
  course_id INT64 PRIMARY KEY NOT ENFORCED,
  course_name STRING,
  dept_id INT64,
  credits INT64,
  FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES university.Department(dept_id) NOT ENFORCED
);

INSERT INTO university.College (college_id, college_name)
VALUES (101, 'College of Engineering'),
      (102, 'College of Arts');

INSERT INTO university.Department (dept_id, dept_name, college_id, budget)
VALUES (1001, 'Computer Science', 101, 500000),
      (1002, 'Mechanical Engineering', 101, 400000),
      (1003, 'Fine Arts', 102, 200000),
      (1004, 'Research', 101, 50000);

INSERT INTO university.Course (course_id, course_name, dept_id, credits)
VALUES (1, 'Intro to CS', 1001, 3),
       (2, 'Data Structures', 1001, 4),
       (3, 'Thermodynamics', 1002, 3),
       (4, 'Oil Painting', 1003, 2);

以下语句创建了一个名为 SchoolGraph 的图表，该图表定义了 Department 和 Course 节点中某些属性的测量。您必须为由测量定义的属性提供别名。

CREATE OR REPLACE PROPERTY GRAPH university.SchoolGraph
  NODE TABLES (
    university.College
      KEY(college_id)
      PROPERTIES(college_id, college_name),
    university.Department
      KEY(dept_id)
      PROPERTIES(dept_id, dept_name, college_id,
        budget OPTIONS(description="Department budget in USD"),
        MEASURE(SUM(budget)) AS total_budget),
    university.Course
      KEY(course_id)
      PROPERTIES(
        course_id,
        course_name,
        credits,
        dept_id,
        MEASURE(AVG(credits)) AS avg_credits,
        MEASURE(SUM(credits)) AS total_credits,
        MEASURE(COUNT(course_id)) AS course_count)
  )
  EDGE TABLES (
    university.Department AS CollegeDept
      SOURCE KEY (college_id) REFERENCES College (college_id)
      DESTINATION KEY (dept_id) REFERENCES Department (dept_id),
    university.Course AS DeptCourse
      SOURCE KEY (dept_id) REFERENCES Department (dept_id)
      DESTINATION KEY (course_id) REFERENCES Course (course_id)
  );

SchoolGraph 图的可视化。

total_budget 测量定义为 MEASURE(SUM(budget))。该测量将聚合锁定到 KEY，即 dept_id。

了解重复计数

当您联接表时，如果您的数据中存在一对多关系，则每次都会重复数据。例如，如果您联接 Course、Department 和 College 表，则包含多门课程的部门会在输出中的多行中显示：

SELECT
  college_name,
  dept_name,
  course_name,
  budget
FROM university.Course
LEFT JOIN university.Department
  ON Course.dept_id = Department.dept_id
LEFT JOIN university.College
  ON Department.college_id = College.college_id;

/*------------------------+------------------------+-----------------+----------+
 | college_name           | dept_name              | course_name     | budget   |
 +------------------------+------------------------+-----------------+----------+
 | College of Engineering | Computer Science       | Intro to CS     | 500000.0 |
 | College of Engineering | Computer Science       | Data Structures | 500000.0 |
 | College of Engineering | Mechanical Engineering | Thermodynamics  | 400000.0 |
 | College of Arts        | Fine Arts              | Oil Painting    | 200000.0 |
 +------------------------+------------------------+-----------------+----------*/

如果您尝试使用 SUM(budget) 计算每个学院的总预算，则计算机科学部门的预算会被计算两次。您可以直接查询 Department 表来避免此问题，但如果您想从有助于联接数据的不同表中计算多个聚合，此方法将不起作用。以下部分介绍了测量如何解决此问题。

使用测量查询图表

您可以使用 GQL 查询包含测量的图表，但您的查询无法直接引用由测量定义的任何属性。例如，以下查询引用了定义了测量属性的节点，但未使用或返回任何测量字段：

GRAPH university.SchoolGraph
MATCH (c:College)-[]-(d:Department)-[]->(course:Course)
RETURN c.college_name, d.dept_name, course.course_name;

/*------------------------+------------------------+-----------------+
 | college_name           | dept_name              | course_name     |
 +------------------------+------------------------+-----------------+
 | College of Engineering | Computer Science       | Intro to CS     |
 | College of Engineering | Computer Science       | Data Structures |
 | College of Engineering | Mechanical Engineering | Thermodynamics  |
 | College of Arts        | Fine Arts              | Oil Painting    |
 +------------------------+------------------------+-----------------*/

使用测量

如需使用测量，您可以使用 GRAPH_EXPAND 表值函数 (TVF) 将图表查询为单个扁平化表。输出表中的列派生自为每个节点和边缘表在图表中定义的属性。为防止命名冲突，列的命名方式是将节点或边缘表标签与属性名称连接起来，例如 Course_course_name 或 Department_total_budget。以下查询显示了 GRAPH_EXPAND TVF 的一些示例输出：

SELECT
  College_college_name,
  Department_dept_name,
  Department_budget,
  Course_course_name
FROM
  GRAPH_EXPAND("university.SchoolGraph");

/*------------------------+------------------------+-------------------+--------------------+
 | College_college_name   | Department_dept_name   | Department_budget | Course_course_name |
 +------------------------+------------------------+-------------------+--------------------+
 | College of Engineering | Computer Science       | 500000.0          | Intro to CS        |
 | College of Engineering | Computer Science       | 500000.0          | Data Structures    |
 | College of Engineering | Mechanical Engineering | 400000.0          | Thermodynamics     |
 | College of Arts        | Fine Arts              | 200000.0          | Oil Painting       |
 +------------------------+------------------------+-------------------+--------------------+

GRAPH_EXPAND 函数通过对节点和边缘表应用一系列 LEFT JOIN 操作来生成扁平化表。有效的输入图表必须恰好有一个根节点表，即 KEY 值未出现在任何其他表中的表。无法通过一系列联接从根节点表访问的数据不会显示在输出中。在前面的示例中，Course 表是根节点表。由于Research部门没有任何课程，因此从输出中省略了该部门。

您无法直接为由测量定义的属性选择列。相反，您必须将它们封装在 AGG()函数中。此函数可确保对测量定义的聚合按每个键执行一次。

以下查询同时计算每个学院的总预算和课程总数：

SELECT
  College_college_name,
  AGG(Department_total_budget) AS college_budget,
  AGG(Course_course_count) AS total_courses
FROM
  GRAPH_EXPAND("university.SchoolGraph")
GROUP BY
  College_college_name;

/*------------------------+----------------+---------------+
 | College_college_name   | college_budget | total_courses |
 +------------------------+----------------+---------------+
 | College of Engineering | 900000.0       | 3             |
 | College of Arts        | 200000.0       | 1             |
 +------------------------+----------------+---------------*/

最佳实践

设计包含测量的图表时，请遵循以下最佳实践：

在单个表中定义节点和边缘

我们建议您对节点表定义及其连接的边缘表定义使用同一表。重复使用该表可确保节点表和边缘表之间存在精确的一对一 (1:1) 关系，从而防止扇出，并确保 GRAPH_EXPAND 函数不会将边缘视为不明确而忽略它。

例如，如果您有一个输入表 Enrollment，其中包含指向 Student 和 Course 表的外键，请使用 Enrollment 输入表定义 Enrollment 节点及其传出边缘。

将多对多关系建模为节点表

当表 A 中的一行可以对应于表 B 中的多行，并且表 B 中的一行可以对应于表 A 中的多行时，就会出现多对多 (M:N) 关系。例如，一名学生可以选修多门课程，一门课程可以有多名学生。您可以使用中间联接表将多对多关系拆分为两个一对多关系。例如，您可以定义一个 Enrollment 表，其中包含指向 Student 和 Course 表的外键。如果您将中间联接表建模为在 CREATE PROPERTY GRAPH 语句中连接两个维度节点表的边缘表，则 GRAPH_EXPAND 函数会忽略这些边缘，因为它们的关系不明确：不是明确的多对一或一对一。

CREATE PROPERTY GRAPH university.SchoolGraph
  NODE TABLES (
    university.Student,
    university.Course
  )
  EDGE TABLES (
    -- Modeling the junction table as a standalone edge causes ambiguity
    university.Enrollment AS StudentEnrollment
      SOURCE KEY (student_id) REFERENCES Student (student_id)
      DESTINATION KEY (course_id) REFERENCES Course (course_id)
  );

GRAPH_EXPAND 函数会忽略这些边缘，因为它们不明确（节点表本身之间不是明确的多对一或一对一）。如果图表中的所有边缘都被忽略，则对 GRAPH_EXPAND 或 BQ.SHOW_GRAPH_EXPAND_SCHEMA 的调用会失败并显示错误。

如需正确建模测量的 M:N 关系，请将中间联接表提升为节点表。在此结构中，联接节点表充当单个根节点表（入度为零的节点表）。然后，定义两个多对一 (N:1) 边缘表，这些表共享联接表以将 N:1 连接到每个维度节点表：

CREATE PROPERTY GRAPH university.SchoolGraph
  NODE TABLES (
    university.Student KEY (student_id),
    university.Course KEY (course_id),
    -- Promote the junction table to a node table (acting as the single root node)
    university.Enrollment KEY (enrollment_id)
  )
  EDGE TABLES (
    -- Share (reuse) the Enrollment table to define N:1 edges to each dimension
    university.Enrollment AS EnrollmentToStudent
      SOURCE KEY (enrollment_id) REFERENCES Enrollment (enrollment_id)
      DESTINATION KEY (student_id) REFERENCES Student (student_id),
    university.Enrollment AS EnrollmentToCourse
      SOURCE KEY (enrollment_id) REFERENCES Enrollment (enrollment_id)
      DESTINATION KEY (course_id) REFERENCES Course (course_id)
  );

在此结构中，Enrollment 充当单个根节点表（入度为零），将 N:1 连接到 Student 和 Course 维度表（入度为一）。GRAPH_EXPAND 函数可以通过从 Enrollment 向外遍历到 Student 和 Course 来扁平化此图表。如果您在其中任何一个表上定义了测量，则可以对测量列调用 AGG 函数，以正确计算聚合，而不会重复计数。

查看 `GRAPH_EXPAND` 架构

如需查看 GRAPH_EXPAND 函数返回的表的架构，而无需调用该函数，请使用 BQ.SHOW_GRAPH_EXPAND_SCHEMA 系统过程：

DECLARE schema STRING DEFAULT '';
CALL BQ.SHOW_GRAPH_EXPAND_SCHEMA('university.SchoolGraph', schema);
SELECT schema;

此过程会使用每列的名称、类型和模式填充 schema 变量。它还会指明列引用的属性是否为测量，并列出您对其定义的任何说明或同义词。

后续步骤

了解如何创建和查询属性图表。
了解图表架构。

使用测量

概览

定义测量

了解重复计数

使用测量查询图表

使用测量

最佳实践

在单个表中定义节点和边缘

将多对多关系建模为节点表

查看 GRAPH_EXPAND 架构

后续步骤

查看 `GRAPH_EXPAND` 架构