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Neo4j简介及Py2Neo的用法

Python 崔庆才 555浏览 1评论

Neo4j是一个世界领先的开源图形数据库,由 Java 编写。图形数据库也就意味着它的数据并非保存在表或集合中,而是保存为节点以及节点之间的关系。

Neo4j 的数据由下面几部分构成:

  • 节点
  • 属性

Neo4j 除了顶点(Node)和边(Relationship),还有一种重要的部分——属性。无论是顶点还是边,都可以有任意多的属性。属性的存放类似于一个 HashMap,Key 为一个字符串,而 Value 必须是基本类型或者是基本类型数组。

在Neo4j中,节点以及边都能够包含保存值的属性,此外:

  • 可以为节点设置零或多个标签(例如 Author 或 Book)
  • 每个关系都对应一种类型(例如 WROTE 或 FRIEND_OF)
  • 关系总是从一个节点指向另一个节点(但可以在不考虑指向性的情况下进行查询)

具体介绍可以参考:https://www.w3cschool.cn/neo4j

Neo4j的特点

  • 它拥有简单的查询语言 Neo4j CQL
  • 它遵循属性图数据模型
  • 它通过使用 Apache Lucence 支持索引
  • 它支持 UNIQUE 约束
  • 它包含一个用于执行 CQL 命令的 UI:Neo4j 数据浏览器
  • 它支持完整的 ACID(原子性,一致性,隔离性和持久性)规则
  • 它采用原生图形库与本地 GPE(图形处理引擎)
  • 它支持查询的数据导出到 Json 和 XLS 格式
  • 它提供了 REST API,可以被任何编程语言(如 Java,Spring,Scala 等)访问
  • 它提供了可以通过任何 UI MVC 框架(如 Node JS )访问的 Java 脚本
  • 它支持两种 Java API:Cypher API 和 Native Java API 来开发 Java 应用程序

Neo4j安装

可以到官网直接下载安装包安装即可,链接:https://neo4j.com/download/

Neo4j CQL命令

Neo4j 的 CQL 是非常重要的命令,类似于 SQL 语句,具体的用法可以参考:https://www.w3cschool.cn/neo4j/neo4j_cql_introduction.html

Py2Neo用法

Py2Neo 是用来对接 Neo4j 的 Python 库,接下来对其详细介绍。

相关链接

安装方法

使用 Pip 安装即可:

Node & Relationship

Neo4j 里面最重要的两个数据结构就是节点和关系,即 Node 和 Relationship,可以通过 Node 或 Relationship 对象创建,实例如下:

运行结果:

这样我们就成功创建了两个 Node 和两个 Node 之间的 Relationship。

Node 和 Relationship 都继承了 PropertyDict 类,它可以赋值很多属性,类似于字典的形式,例如可以通过如下方式对 Node 或 Relationship 进行属性赋值,接着上面的代码,实例如下:

运行结果:

可见通过类似字典的操作方法就可以成功实现属性赋值。

另外还可以通过 setdefault() 方法赋值默认属性,例如:

运行结果:

可见没有给 a 对象赋值 location 属性,现在就会使用默认属性。

但如果赋值了 location 属性,则它会覆盖默认属性,例如:

运行结果:

另外也可以使用 update() 方法对属性批量更新,接着上面的例子实例如下:

运行结果:

可以看到这里更新了 a 对象的 name 和 age 属性,没有更新 location 属性,则 name 和 age 属性会更新,location 属性则会保留。

Subgraph

Subgraph,子图,是 Node 和 Relationship 的集合,最简单的构造子图的方式是通过关系运算符,实例如下:

运行结果:

这样就组成了一个 Subgraph。

另外还可以通过 nodes() 和 relationships() 方法获取所有的 Node 和 Relationship,实例如下:

运行结果:

可以看到结果是 frozenset 类型。

另外还可以利用 & 取 Subgraph 的交集,例如:

运行结果:

可以看到结果是二者的交集。

另外我们还可以分别利用 keys()、labels()、nodes()、relationships()、types() 分别获取 Subgraph 的 Key、Label、Node、Relationship、Relationship Type,实例如下:

运行结果:

另外还可以用 order() 或 size() 方法来获取 Subgraph 的 Node 数量和 Relationship 数量,实例如下:

运行结果:

Walkable

Walkable 是增加了遍历信息的 Subgraph,我们通过 + 号便可以构建一个 Walkable 对象,例如:

运行结果:

这样我们就形成了一个 Walkable 对象。

另外我们可以调用 walk() 方法实现遍历,实例如下:

运行结果:

可以看到它从 a 这个 Node 开始遍历,然后到 b,再到 c,最后重新回到 a。

另外还可以利用 start_node()、end_node()、nodes()、relationships() 方法来获取起始 Node、终止 Node、所有 Node 和 Relationship,例如:

运行结果:

可以看到本例中起始和终止 Node 都是同一个,这和 walk() 方法得到的结果是一致的。

Graph

在 database 模块中包含了和 Neo4j 数据交互的 API,最重要的当属 Graph,它代表了 Neo4j 的图数据库,同时 Graph 也提供了许多方法来操作 Neo4j 数据库。

Graph 在初始化的时候需要传入连接的 URI,初始化参数有 bolt、secure、host、http_port、https_port、bolt_port、user、password,详情说明可以参考:http://py2neo.org/v3/database.html#py2neo.database.Graph

初始化的实例如下:

另外我们还可以利用 create() 方法传入 Subgraph 对象来将关系图添加到数据库中,实例如下:

这里必须确保 Neo4j 正常运行,其密码为 123456,这里调用 create() 方法即可完成图的创建,结果如下:

另外我们也可以单独添加单个 Node 或 Relationship,实例如下:

运行结果如下:

另外还可以利用 data() 方法来获取查询结果:

运行结果:

这里是通过 CQL 语句实现的查询,输出结果即 CQL 语句的返回结果,是列表形式。

另外输出结果还可以直接转化为 DataFrame 对象,实例如下:

运行结果:

另外可以使用 find_one() 或 find() 方法进行 Node 的查找,可以利用 match() 或 match_one() 方法对 Relationship 进行查找:

运行结果:

如果想要更新 Node 的某个属性可以使用 push() 方法,例如:

运行结果:

如果想要删除某个 Node 可以使用 delete() 方法,例如:

在删除 Node 时必须先删除其对应的 Relationship,否则无法删除 Node。

另外我们也可以通过 run() 方法直接执行 CQL 语句,例如:

运行结果:

NodeSelector

Graph 有时候用起来不太方便,比如如果要根据多个条件进行 Node 的查询是做不到的,在这里更方便的查询方法是利用 NodeSelector,我们首先新建如下的 Node 和 Relationship,实例如下:

运行结果:

在这里我们用 NodeSelector 来筛选 age 为 21 的 Person Node,实例如下:

运行结果:

另外也可以使用 where() 进行更复杂的查询,例如查找 name 是 A 开头的 Person Node,实例如下:

运行结果:

在这里用了正则表达式匹配查询。

另外也可以使用 order_by() 进行排序:

运行结果:

前面返回的都是列表,如果要查询单个节点的话,可以使用 first() 方法,实例如下:

运行结果:

更详细的内容可以查看:http://py2neo.org/v3/database.html#cypher-utilities

OGM

OGM 类似于 ORM,意为 Object Graph Mapping,这样可以实现一个对象和 Node 的关联,例如:

我们可以用它来结合 Graph 查询,例如:

运行结果:

这样我们就成功实现了对象和 Node 的映射。

我们可以用它动态改变 Node 的属性,例如修改某个 Node 的 age 属性,实例如下:

运行结果:

另外我们也可以通过映射关系进行 Relationship 的调整,例如通过 Relationship 添加一个关联 Node,实例如下:

运行结果:

这样我们就完成了 Node 和 Relationship 的添加,同时由于设置了 primarykey 为 name,所以不会重复添加。

但是注意此时数据库并没有更新,只是对象更新了,如果要更新到数据库中还需要调用 Graph 对象的 push() 或 pull() 方法,添加如下代码即可:

也可以通过 remove() 方法移除某个关联 Node,实例如下:

这里 target 是 name 为 Durant 的 Node,代码运行完毕后即可删除关联 Relationship 和删除 Node。

以上便是 OGM 的用法,查询修改非常方便,推荐使用此方法进行 Node 和 Relationship 的修改。

更多内容可以查看:http://py2neo.org/v3/ogm.html#module-py2neo.ogm

结语

以上便是对 Neo4j 的相关介绍。

转载请注明:静觅 » Neo4j简介及Py2Neo的用法

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