图表查询概览
本文简要介绍了图查询语言 (GQL) 以及如何为 BigQuery Graph 编写图查询。您可以运行图查询，以查找模式、遍历关系并从属性图中获取数据洞见。本文档中的示例引用了一个名为 FinGraph 的图表，该图表显示了人、他们拥有的账号以及账号之间的转账关系。如需了解图表的定义，请参阅FinGraph 示例。
查询结构
图表查询由图表的名称以及一个或多个线性查询语句组成。每个线性查询都包含一个或多个语句，这些语句可让您处理图数据，以查找模式匹配项、定义变量、过滤和转换中间数据，以及返回结果。您可以通过与在 BigQuery 中运行 SQL 查询相同的方式运行图查询。
图表模式匹配
图模式匹配可在图表中查找特定模式。最基本的模式是元素模式，例如匹配节点的节点模式和匹配边的边模式。
节点模式
节点模式用于匹配图中的节点。此模式包含匹配的圆括号，其中可选择包含图模式变量、标签表达式和属性过滤器。
查找所有节点
以下查询会返回图表中的所有节点。变量 n（称为图表模式变量）会绑定到匹配节点。在这种情况下，节点模式会匹配图表中的所有节点。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (n)
RETURN LABELS(n) AS label, n.id;
此查询会返回 label 和 id：
label |
id |
|---|---|
Account |
7 |
Account |
16 |
Account |
20 |
Person |
1 |
Person |
2 |
Person |
3 |
查找具有特定标签的所有节点
以下查询会匹配图中具有 Person
标签的所有节点。该查询会返回匹配节点的标签和一些属性。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (p:Person)
RETURN LABELS(p) AS label, p.id, p.name;
此查询会返回匹配节点的以下属性：
label |
id |
name |
|---|---|---|
Person |
1 |
Alex |
Person |
2 |
Dana |
Person |
3 |
Lee |
查找与标签表达式匹配的所有节点
您可以创建包含一个或多个逻辑运算符的标签表达式。 例如，以下查询会匹配图表中具有 Person 或 Account 标签的所有节点。图模式变量 n 公开具有 Person 或 Account 标签的节点的所有属性。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (n:Person|Account)
RETURN LABELS(n) AS label, n.id, n.birthday, n.create_time;
请注意此查询结果中的以下内容：
- 所有节点都具有
id属性。 - 与
Account标签匹配的节点具有create_time属性，但不具有birthday属性。对于这些节点，birthday属性为NULL。 - 与
Person标签匹配的节点具有birthday属性，但不具有create_time属性。对于这些节点，create_time属性为NULL。
label |
id |
birthday |
create_time |
|---|---|---|---|
Account |
7 |
NULL |
2020-01-10T14:22:20.222Z |
Account |
16 |
NULL |
2020-01-28T01:55:09.206Z |
Account |
20 |
NULL |
2020-02-18T13:44:20.655Z |
Person |
1 |
1991-12-21T08:00:00Z |
NULL |
Person |
2 |
1980-10-31T08:00:00Z |
NULL |
Person |
3 |
1986-12-07T08:00:00Z |
NULL |
查找与标签表达式和属性过滤条件匹配的所有节点
以下查询会匹配图表中具有 Person 标签且属性 id 等于 1 的所有节点：
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (p:Person {id: 1})
RETURN LABELS(p) AS label, p.id, p.name, p.birthday;
结果类似于以下内容：
label |
id |
name |
birthday |
|---|---|---|---|
Person |
1 |
Alex |
1991-12-21T08:00:00Z |
您可以使用 WHERE 子句对标签和属性构造更复杂的过滤条件。
以下查询使用 WHERE 子句过滤属性 birthday 早于 1990-01-10 的节点：
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (p:Person WHERE p.birthday < '1990-01-10')
RETURN LABELS(p) AS label, p.name, p.birthday;
结果类似于以下内容：
label |
name |
birthday |
|---|---|---|
Person |
Dana |
1980-10-31T08:00:00Z |
Person |
Lee |
1986-12-07T08:00:00Z |
边缘模式
边缘模式用于匹配节点之间的边缘或关系。边缘模式用英文方括号 ([]) 括起来，并使用符号（例如 -、-> 或 <-）表示方向。边模式可以选择性地包含图模式变量，以绑定到匹配的边。
查找具有匹配标签的所有边缘
此查询会返回图中具有 Transfers 标签的所有边。相应查询会将图模式变量 e 绑定到匹配的边。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH -[e:Transfers]->
RETURN e.Id as src_account, e.order_number;
结果类似于以下内容：
src_account |
order_number |
|---|---|
7 |
304330008004315 |
7 |
304120005529714 |
16 |
103650009791820 |
20 |
304120005529714 |
20 |
302290001255747 |
查找与标签表达式和属性过滤条件匹配的所有边缘
以下查询中的边模式使用标签表达式和属性过滤条件来查找所有标记为 Transfers 且与指定订单号匹配的边：
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH -[e:Transfers {order_number: "304120005529714"}]->
RETURN e.Id AS src_account, e.order_number;
结果类似于以下内容：
src_account |
order_number |
|---|---|
7 |
304120005529714 |
20 |
304120005529714 |
使用任意方向边缘模式查找所有边
您可以在查询中使用 any direction 边缘模式 (-[]-) 来匹配任意方向的边缘。以下查询会查找涉及被屏蔽账号的所有资金转移：
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (account:Account)-[transfer:Transfers]-(:Account {is_blocked:true})
RETURN transfer.order_number, transfer.amount;
结果类似于以下内容：
order_number |
amount |
|---|---|
304330008004315 |
300 |
304120005529714 |
100 |
103650009791820 |
300 |
302290001255747 |
200 |
路径模式
路径模式由交替的节点模式和边缘模式构建而成。
使用路径模式查找特定节点的所有路径
以下查询会查找从 Person 所拥有且 id 等于 2 的账号发起的所有针对账号的资金转移。
每个匹配的结果都表示一条路径，该路径从 Person 节点开始（当 id 等于 2 时），通过使用 Owns 边缘连接的 Account 节点，使用 Transfers 边缘进入另一个 Account 节点。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH
(p:Person {id: 2})-[:Owns]->(account:Account)-[t:Transfers]->
(to_account:Account)
RETURN
p.id AS sender_id, account.id AS from_id, to_account.id AS to_id;
结果类似于以下内容：
sender_id |
from_id |
to_id |
|---|---|---|
2 |
20 |
7 |
2 |
20 |
16 |
量化路径模式
量化模式会在指定范围内重复某个模式。
匹配量化边缘模式
如需查找长度可变的路径，您可以将量词应用于边模式。以下查询通过查找与来源 Account（其中 id 值为 7）相距一到三次资金转移的目标账号来演示这一点。
该查询将限定符 {1, 3} 应用于边模式 -[e:Transfers]->。这会指示查询匹配重复 Transfers 边模式一次、两次或三次的路径。WHERE 子句用于从结果中排除源账号。ARRAY_LENGTH 函数用于访问 group variable e。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (src:Account {id: 7})-[e:Transfers]->{1, 3}(dst:Account)
WHERE src != dst
RETURN src.id AS src_account_id, ARRAY_LENGTH(e) AS path_length, dst.id AS dst_account_id;
结果类似于以下内容：
src_account_id |
path_length |
dst_account_id |
|---|---|---|
7 |
1 |
16 |
7 |
1 |
16 |
7 |
3 |
16 |
7 |
3 |
16 |
7 |
2 |
20 |
7 |
2 |
20 |
结果中的某些行会重复。这是因为同一来源节点和目标节点之间可能存在多条符合相应模式的路径，而查询会返回所有这些路径。
匹配量化路径模式
以下查询会查找 Account 节点之间经过被屏蔽的中间账号且包含 1 到 2 条 Transfers 边缘的路径。
带英文圆括号的路径模式会进行量化，并且其 WHERE 子句会指定重复模式的条件。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH
(src:Account)
((a:Account)-[:Transfers]->(b:Account {is_blocked:true}) WHERE a != b){1,2}
-[:Transfers]->(dst:Account)
RETURN src.id AS src_account_id, dst.id AS dst_account_id;
结果类似于以下内容：
src_account_id |
dst_account_id |
|---|---|
7 |
20 |
7 |
20 |
20 |
20 |
群组变量
在量化模式之外访问时，在量化模式中声明的图形模式变量会成为群组变量。然后，它会绑定到匹配的图元素数组。
您可以将群组变量作为数组进行访问。其图形元素以沿着匹配路径显示的顺序保留。您可以使用水平汇总来汇总群组变量。
访问权限群组变量
在以下示例中，变量 e 的访问方式如下所示：
- 作为图形模式变量，该变量绑定到
WHERE子句e.amount > 100中的单个边（量化模式中）。 - 作为群组变量，在量化模式之外时，该变量绑定到
RETURN语句的ARRAY_LENGTH(e)中的边缘元素数组。 - 作为已绑定到边缘元素数组的群组变量，该数组按量化模式之外的
SUM(e.amount)进行汇总。这是水平汇总示例。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH
(src:Account {id: 7})-[e:Transfers WHERE e.amount > 100]->{0,2}
(dst:Account)
WHERE src.id != dst.id
LET total_amount = SUM(e.amount)
RETURN
src.id AS src_account_id, ARRAY_LENGTH(e) AS path_length,
total_amount, dst.id AS dst_account_id;
结果类似于以下内容：
src_account_id |
path_length |
total_amount |
dst_account_id |
|---|---|---|---|
7 |
1 |
300 |
16 |
7 |
2 |
600 |
20 |
路径搜索前缀
如需限制组中共享来源节点和目标节点的匹配路径，您可以使用 ANY、ANY SHORTEST 或 ANY CHEAPEST 路径搜索前缀。您只能在整个路径模式之前应用这些前缀，而不能在英文圆括号内应用它们。
使用 ANY 进行匹配
以下查询会查找与给定 Account 节点相距 1 个或 2 个 Transfers 的所有可到达的唯一账号。
ANY 路径搜索前缀可确保查询在一对唯一的 src 和 dst Account 节点之间仅返回一条路径。在以下示例中，虽然您可以从来源节点 Account 通过两条不同路径到达具有 {id: 16} 的 Account 节点，但结果仅包含一条路径。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH ANY (src:Account {id: 7})-[e:Transfers]->{1,2}(dst:Account)
LET ids_in_path = ARRAY_CONCAT(ARRAY_AGG(e.Id), [dst.Id])
RETURN src.id AS src_account_id, dst.id AS dst_account_id, ids_in_path;
结果类似于以下内容：
src_account_id |
dst_account_id |
ids_in_path |
|---|---|---|
7 |
16 |
7,16 |
7 |
20 |
7,16,20 |
使用 ANY SHORTEST 进行匹配
ANY SHORTEST 路径搜索前缀会为每对源节点和目标节点返回一条路径，该路径是从边数最少的路径中选择的。
例如，以下查询会查找 id 值为 7 的 Account 节点与 id 值为 20 的 Account 节点之间最短的一条路径。该查询会考虑包含 1 到 3 条 Transfers 边的路径。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH ANY SHORTEST (src:Account {id: 7})-[e:Transfers]->{1, 3}(dst:Account {id: 20})
RETURN src.id AS src_account_id, dst.id AS dst_account_id, ARRAY_LENGTH(e) AS path_length;
结果类似于以下内容：
src_account_id |
dst_account_id |
path_length |
|---|---|---|
7 |
20 |
2 |
使用 ANY CHEAPEST 进行匹配
ANY CHEAPEST 路径搜索前缀可确保对于每对来源账号和目标账号，查询仅返回一条总计算成本最低的路径。
以下查询会查找 Account 节点之间总计算成本最低的路径。此成本基于 Transfers 边的 amount 属性之和。该搜索会考虑包含 1 到 3 条 Transfers 边的路径。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH ANY CHEAPEST (src:Account)-[e:Transfers COST e.amount]->{1,3}(dst:Account)
LET total_cost = sum(e.amount)
RETURN src.id AS src_account_id, dst.id AS dst_account_id, total_cost;
结果类似于以下内容：
src_account_id |
dst_account_id |
total_cost |
|---|---|---|
7 |
7 |
900 |
7 |
16 |
100 |
7 |
20 |
400 |
16 |
7 |
800 |
16 |
16 |
500 |
16 |
20 |
300 |
20 |
7 |
500 |
20 |
16 |
200 |
20 |
20 |
500 |
图表模式
图模式由一个或多个以英文逗号 (,) 分隔的路径模式组成。图模式可以包含 WHERE 子句，该子句可让您访问路径模式中的所有图模式变量，以构成过滤条件。每个路径模式都会生成一个路径集合。
使用图表模式进行匹配
以下查询可识别超过 200 的交易金额中涉及的中间账号及其所有者，资金通过这些账号从来源账号转移到被屏蔽账号。
以下路径模式构成了该图形模式：
- 第一种模式会查找使用中间账号将资金从一个账号转移到被屏蔽账号的路径。
- 第二种模式会查找从账号到其所有者的路径。
变量 interm 充当两个路径模式之间的通用链接，这需要 interm 在两个路径模式中引用相同的元素节点。这会基于 interm 变量创建等值联接操作。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH
(src:Account)-[t1:Transfers]->(interm:Account)-[t2:Transfers]->(dst:Account),
(interm)<-[:Owns]-(p:Person)
WHERE dst.is_blocked = TRUE AND t1.amount > 200 AND t2.amount > 200
RETURN
src.id AS src_account_id, dst.id AS dst_account_id,
interm.id AS interm_account_id, p.id AS owner_id;
结果类似于以下内容：
src_account_id |
dst_account_id |
interm_account_id |
owner_id |
|---|---|---|---|
20 |
16 |
7 |
1 |
线性查询语句
您可以将多个图语句链接在一起，以组成线性查询语句。语句的执行顺序与它们在查询中的出现顺序相同。
每个语句都将前一个语句的输出作为输入。第一个语句的输入为空。
最后一个语句的输出是最终结果。
例如，您可以使用线性查询语句查找向被屏蔽账号进行的最大资金转移。以下查询会查找向被屏蔽账号转出资金最多的账号及其所有者。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (src_account:Account)-[transfer:Transfers]->(dst_account:Account {is_blocked:true})
ORDER BY transfer.amount DESC
LIMIT 1
MATCH (src_account:Account)<-[owns:Owns]-(owner:Person)
RETURN src_account.id AS account_id, owner.name AS owner_name;
下表通过显示在每个语句之间传递的中间结果来说明此过程。为简洁起见，仅显示部分属性。
| Statement | 中间结果（缩写） | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
MATCH
(src_account:Account)
-[transfer:Transfers]->
(dst_account:Account {is_blocked:true})
|
|
||||||||||||
ORDER BY transfer.amount DESC |
|
||||||||||||
LIMIT 1 |
|
||||||||||||
MATCH
(src_account:Account)
<-[owns:Owns]-
(owner:Person)
|
|
||||||||||||
RETURN
src_account.id AS account_id,
owner.name AS owner_name
|
|
结果类似于以下内容：
| account_id | owner_name |
|---|---|
7 |
Alex |
return 语句
RETURN 语句用于指定要从匹配的模式返回的内容。它可以访问图模式变量，并包含表达式和其他子句，例如 ORDER BY 和 GROUP BY。
BigQuery Graph 不支持以查询结果的形式返回图表元素。如需返回整个图表元素，请使用 TO_JSON 函数。
以 JSON 格式返回图表元素
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (n:Account {id: 7})
-- Returning a graph element in the final results is NOT allowed. Instead, use
-- the TO_JSON function or explicitly return the graph element's properties.
RETURN TO_JSON(n) AS n;
结果类似于以下内容：
| n |
|---|
{"identifier":"mUZpbkdyYXBoLkFjY291bnQAeJEO","kind":"node","labels":["Account"],"properties":{"create_time":"2020-01-10T14:22:20.222Z","id":7,"is_blocked":false,"nick_name":"Vacation
Fund"}} |
使用 NEXT 关键字编写更大的查询
您可以使用 NEXT 关键字将多个图表线性查询语句链接在一起。第一个语句接收空输入，而每个后续语句的输出都会成为下一个语句的输入。
以下示例通过将多个图线性语句链接在一起，查找收到转账次数最多的账号的所有者。您可以使用同一变量（例如 account）在多个线性语句中引用同一图元素。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (:Account)-[:Transfers]->(account:Account)
RETURN account, COUNT(*) AS num_incoming_transfers
GROUP BY account
ORDER BY num_incoming_transfers DESC
LIMIT 1
NEXT
MATCH (account:Account)<-[:Owns]-(owner:Person)
RETURN account.id AS account_id, owner.name AS owner_name, num_incoming_transfers;
结果类似于以下内容：
| account_id | owner_name | num_incoming_transfers |
|---|---|---|
16 |
Lee |
3 |
您还可以将线性查询语句与集合运算符结合使用。
函数和表达式
您可以在图查询中使用所有 GoogleSQL 函数（聚合函数和标量函数）、运算符和条件表达式。BigQuery Graph 还支持只能在图查询中使用的 GQL 函数和 GQL 运算符。
以下查询在图表查询中混合使用了 GQL 和 SQL 函数及运算符：
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (person:Person)-[o:Owns]->(account:Account)
WHERE person IS SOURCE OF o
RETURN person, ARRAY_AGG(account.nick_name) AS accounts
GROUP BY person
NEXT
RETURN
LABELS(person) AS labels,
accounts,
CONCAT(person.city, ", ", person.country) AS location,
TO_JSON(person) AS person
LIMIT 1;
结果类似于以下内容：
| 标签 | 账号 | 地理位置 | 人 |
|---|---|---|---|
Person |
["Vacation Fund"] |
Adelaide, Australia |
{"identifier":"mUZpbkdyYXBoLlBlcnNvbgB4kQI=","kind":"node","labels":["Person"],"properties":{"birthday":"1991-12-21T08:00:00Z","city":"Adelaide","country":"Australia","id":1,"name":"Alex"}} |
子查询
子查询是嵌套在另一个查询中的查询。以下规则适用于图查询中的子查询：
- 子查询包含在一对英文大括号
{}内。 - 子查询以
GRAPH子句开头，用于指定范围内的图表。指定的图表不需要与外部查询中使用的图表相同。 - 在子查询范围外部声明的图形模式变量无法在子查询内再次声明，但可以在子查询内的表达式或函数中引用该变量。
使用子查询查找每个账号进行的资金转移总次数
以下查询演示了 VALUE 子查询的用法。子查询包含在花括号 {} 中，并以 VALUE 关键字作为前缀。查询会返回从账号发起的转账总次数。
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (p:Person)-[:Owns]->(account:Account)
RETURN p.name, account.id AS account_id, VALUE {
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (a:Account)-[transfer:Transfers]->(:Account)
WHERE a = account
RETURN COUNT(transfer) AS num_transfers
} AS num_transfers;
结果类似于以下内容：
| name | account_id | num_transfers |
|---|---|---|
Alex |
7 |
2 |
Dana |
20 |
2 |
Lee |
16 |
1 |
如需查看支持的子查询表达式列表，请参阅 BigQuery Graph 子查询。
查询参数
您可以使用参数查询 BigQuery Graph。如需了解详情，请参阅语法，并了解如何运行参数化查询。
以下查询会匹配 Person 节点，这些节点的 id 值与查询参数匹配：
GRAPH graph_db.FinGraph
MATCH (person:Person {id: @id})
RETURN person.name;
同时查询图表和表
您可以使用 GRAPH_TABLE 运算符将图查询和 SQL 查询结合起来。
GRAPH_TABLE 运算符接受线性图表查询，并以表格形式返回其结果，该结果可以无缝集成到 SQL 查询中。这种互操作性可让您使用非图表内容丰富图表查询结果，反之亦然。
例如，您可以创建一个 CreditReports 表并插入一些信用报告，如以下示例所示：
CREATE TABLE graph_db.CreditReports (
person_id INT64 NOT NULL,
create_time TIMESTAMP NOT NULL,
score INT64 NOT NULL,
PRIMARY KEY (person_id, create_time) NOT ENFORCED
);
INSERT INTO graph_db.CreditReports (person_id, create_time, score)
VALUES
(1,"2020-01-10 06:22:20.222", 700),
(2,"2020-02-10 06:22:20.222", 800),
(3,"2020-03-10 06:22:20.222", 750);
接下来，您可以通过 GRAPH_TABLE 中的图模式匹配来识别特定人员，并将图查询结果与 CreditReports 表联接，以检索信用评分。
SELECT
gt.person.id,
credit.score AS latest_credit_score
FROM GRAPH_TABLE(
graph_db.FinGraph
MATCH (person:Person)-[:Owns]->(:Account)-[:Transfers]->(account:Account {is_blocked:true})
RETURN DISTINCT person
) AS gt
JOIN graph_db.CreditReports AS credit
ON gt.person.id = credit.person_id
ORDER BY credit.create_time;
结果类似于以下内容：
| person_id | latest_credit_score |
|---|---|
1 |
700 |
2 |
800 |