Neo4j入门点滴（二）：模式与模式匹配

  Announcement: All data comes from the book "Building Web Applications with Python and Neo4j", just for study & not for commerce.

 模式及模式匹配（Pattern and Pattern matching）此乃Cypher的核心，描述了我们想要查找、创建或更新的数据的形状。不理解模式和模式匹配，就写不出既有效果又有效率的查询。

一、数据准备
 首先，输入如下命令清空当前数据库：

match (n)-[r]-(n1) delete n,r,n1;
match (n) delete n

  第一条命令删除相互联系的所有节点及其联系，第二句则删除所有独立的节点。
 然后，创建一堆男人和女人：

CREATE (bradley:MALE:TEACHER {name:'Bradley', surname:'Green',age:24, country:'US'})
 CREATE (matthew:MALE:STUDENT {name:'Matthew', surname:'Cooper',age:36, country:'US'})
 CREATE (lisa:FEMALE {name:'Lisa', surname:'Adams', age:15,country:'Canada'})
 CREATE (john:MALE {name:'John', surname:'Goodman', age:24,country:'Mexico'})
 CREATE (annie:FEMALE {name:'Annie', surname:'Behr', age:25,country:'Canada'})
 CREATE (ripley:MALE {name:'Ripley', surname:'Aniston',country:'US'})

  此时有节点但没有联系，结果如下图：

 然后我一堆输入下列联系语句，总报错。但逐条输入就没问题了：

MATCH (bradley:MALE{name:"Bradley"}),(matthew:MALE{name:"Matthew"})WITH bradley, matthew CREATE (bradley)-[:FRIEND]->(matthew) , (bradley)-[:TEACHES]->(matthew);
MATCH (bradley:MALE{name:"Bradley"}),(matthew:MALE{name:"Matthew"})WITH bradley,matthew CREATE (matthew)-[:FRIEND]->(bradley);
MATCH (bradley:MALE{name:"Bradley"}),(lisa:FEMALE{name:"Lisa"})WITH bradley,lisa CREATE (bradley)-[:FRIEND]->(lisa);
MATCH (lisa:FEMALE{name:"Lisa"}),(john:MALE{name:"John"})WITH lisa,john CREATE (lisa)-[:FRIEND]->(john);
MATCH (annie:FEMALE{name:"Annie"}),(ripley:MALE{name:"Ripley"})WITH annie,ripley CREATE (annie)-[:FRIEND]->(ripley);
MATCH (ripley:MALE{name:"Ripley"}),(lisa:FEMALE{name:"Lisa"})WITH ripley,lisa CREATE (ripley)-[:FRIEND]->(lisa);

  现在可以看到基本数据集合的样貌：

二、模式简介
（1）Pattern for Nodes
  匹配节点是最基本也是最简单的一种，使用括号进行描述。但是要注意，如果不额外使用属性或标签，那么括号可以省略：

MATCH (a) return a
等价于：
MATCH a return a;

  结果有四个节点都是男性，如图：

（2）Pattern for Labels
  就是增加“:标签”进行限定，需要说明的是，可以同时使用多标签，起到交集的作用，如下第二句就使用了多标签：

MATCH (n:MALE) return n;
MATCH (n:MALE:TEACHER) return n;

  结果返回的只有一个节点：

（3）Pattern for Relationships
  联系就是两个给定节点之间的连接，既可以是单向的，也可以是双向的，由[]和命名组成。
 看一个单向的例子：

match (a:TEACHER)-[b:TEACHES]->(c:STUDENT) return a,b,c

  在这个例子中，系统首先搜寻TEACHER和STUDENT标签的节点，然后在这些节点中再找寻符合TEACHES联系的。
 双向就是不需要箭头标识了，如下：

match (a:MALE)-[b:FRIEND]-(c:FEMALE) return a,b,c

（4）Pattern for property
  属性的匹配使用的是花括号和键值对，其间使用都好分隔，如下：

match (a:MALE{ name:"John", age:24} return a

三、使用Where从句
（1）Where
  如果仅仅使用Pattern并不能充分地满足要求，别懵逼，还有Where在。可以使用Where进一步过滤数据，但是要注意Where条件句本身并不能单独使用，只能用在match、optionalmatch、start或with的后面。比如：

match (x)
where x.age < 30 and x.country = "US"
return x

  此时，只有一个人符合要求：


（2）Where从句中使用Pattern
  对于一个集合而言，如果是空集，那么就代表false，非空则表示true。可以使用in这个关键词来进一步限定：

match (x)
where x.name in ["John", "Andrew"] and x.age is not NULL
return x

  当然，也可以使用not和正则表达式进行过滤：

match （x）
where x.name =~ "J.*"
return x

  在这种情况下，不是= ~"xxx"，而是 =~ "xxx"，也就是说=~这是一个符号，千万别写错了。
 好了，以下要介绍一些此书上没有技巧：
  [1] 使用别名：

with 'AGE' as haha
match (x)
where x[toLower(haha)] < 30
return x

  注意，Neo4j中属性名是大小写敏感的，如果写成x.AGE，则系统会提示并没有该属性：

  但是，“.”并不等同于“[]”，比如如下写法就是错误的：

  Why？我终于发现，并非“.”不等同于“[]”，而是二者确实相等，但用法有讲究。对于[]而言，其间必须是常量，所以当我把x[age]写成x['age']后，就顺利通过了，而且返回结果与x.age一样：


  [2] 使用exists()函数进行属性检验：

match (x)
where exists(x.age)
return x.name

  以前使用过has()，但现在被exists()代替而移除了。

  [3] 字符匹配：
 这绝对是一把利器，使用starts with、ends with或contains，匹配字符串以何种模式开始，以何种模式结束或者其中包含什么。非常便利！比如：

match (x)
where x.name starts with "B"
return x.name

  或者：

match (x)
where x.name contains "a"
return x.name

（3）其他从句
  [1] order来排序（默认是升序，支持混排）
  [2] limit来限定返回数，skip则表示忽略最前面的。从而使用limit和skip的组配，可以取到中间的值：

match (x)
return x
order by x.age skip 3 limit 2

  返回的就是“不要前3个，只要第4和第5”。确实很灵活！

（4）with从句
  with也是非常有用的一种从句，在介绍with之前，需要先研究一下“,”。比如在如下语句中，逗号是作为并列出现的，结果返回x和y两个人的信息，包括return语句中的x,y之间的逗号也都是这种用法。

match (x{name:"John"}),(y{name:'Annie'})
return x,y

  好的，继续，对于如下的初始情况：

  执行以下的语句会有什么结果？

match (x{name:'Lisa'})<--(y)--()
return count(y)

  我觉得应该是2，但我错了，结果是4。如下图：

  为什么会是这样？也就意味着把两个间接的联系也算上了？好吧，自己再试试，这次用双向试试。结果大跌眼镜，依旧是4：

match (x{name:'Lisa'})--(y)--()
return count(y)

  用Brandley的结果竟然是8，使用有方向的话是3。我又重新核对了一遍预设的所有联系，确实不应该是3。难道是BUG？（需要换个版本试试）
  OK，话说回来，让逗号出现在with中，书中的例子如下：

match (x{name:'Bradley'})--(y)-->()
with y, count(*) AS cnt
where cnt > 1
return y

  返回值是Matthew，这没问题。因为符合模式的所有记录中，只有Matthew超过两条联系。问题来了，必须写with y才能限定吗？如果我去掉y呢？

match (x{name:'Bradley'})--(y)-->()
with count(*) AS cnt
where cnt > 1
return cnt

  cnt的值就变成了3，好的，我再加上y，看看cnt值：

match (x{name:'Bradley'})--(y)-->()
with y, count(*) AS cnt
where cnt > 1
return cnt

  这时，返回的cnt就成了2了。上述的尝试充分说明了with y, xxx这个模式中，逗号前的y起到限定的作用，如果不加y，那么：

match (x{name:'Bradley'})--(y)-->()
return count(*)

  记录数就是3，表示命中的自Bradley发出的3条联系及其节点，如果推论正确，那么添加一个z表示目标节点，那么count(z)就应该是2个：

match (x{name:'Bradley'})--(y)-->(z)
return count(z)

  结果是3个，但是如果我加上distinct，则变成了2个：

match (x{name:'Bradley'})--(y)-->(z)
return count(distinct z)

  明白了，有些东东重复计算了，现在再试一下那些不解的例子：




  也就是说，有向联系的结果加入distinct是正确的，没有问题，不加就是4和2。无向联系就见了鬼了：

  更加奇怪的是，一下结果并不返回John：

  天啊，神啊。我终于发现是怎么回事了，都是我的错！怪我并没有理解的很深。
 细细讲一下，我一直把(x)--(y)--()当成了一组联系，实际上这是错误的，因为联系并不是用()表示，而是用[]表示。看看，不论有方向还是没有方向，这下全对了：


  好吧，现在主要来看()--()--()三个括号的连用。那么我先试试-而不是--，如：

  很显然，结果是错误的。也就是说match (x{name:'Lisa'})-(y)-(z)，这种写法就是不对的。当然，换成--就没有语法错误了：match (x{name:'Lisa'})--(y)--(z) return count(*)，但结果是4。现在我明白，因为(a)--(b)--(c)表示节点之间的连接关系，就是说要满足a是Lisa，而且b和a是连接的，并且c还要和b相连。通俗地讲，就是以a为中心，向外扩2层。如果我理解的是对的，那么match (x{name:'Lisa'})--(y)--(z) return z，结果就应该是最外层的两个节点了。而且match (x{name:'Lisa'})--(y) return count(*)，就应该与Lisa直接相连的3个节点罗。试试，检验一下：

  恭喜自己，虽然费了番周折，但终于搞定！反过来说，对于联系也可以这么玩：[a]-(b)-[c]，我没试，但我相信是可以的。Cypher真的很灵活！
 接来下，使用with x增加限定条件，进行创建。但我发现不论有没有这个with x，都是一样的，创建了三个kai：



（5）union和union all从句
  union的用法与SQL一样，用于连接两个Match，返回结果中剔除了重复记录。但union all功能一样，但不剔除重复记录。

match (x:MALE)-[:FRIEND]->() return x.name, labels(x)
union
match (x:FEMALE)-[:FRIEND]->() return x.name, labels(x)

  labels()返回的是全部的标签，有几个返回几个，如下图所示：

  但是，要注意：没有label()这个返回一个标签的函数。

 这一篇博文更长，终于告一段落了。接下来会开启第三篇。

                                               五岳之巅
                                   2017年5月23日（孟菲斯时间）
                                                  20:37
                                             终稿于Dorsey