T-SQL を使用してグラフデータベースを作成し、いくつかのパターンマッチングクエリを実行する

[アーティクル]
11/19/2024

適用対象: SQL Server 2017 (14.x) 以降のバージョン Azure SQL Database Azure SQL Managed Instance SQL データベース

このサンプルでは、ノードとエッジを含むグラフデータベースを作成し、新しい MATCH 句を使用していくつかのパターンに一致し、グラフを走査する Transact-SQL スクリプトを提供します。このサンプルスクリプトは、Azure SQL Database と SQL Server 2017 (14.x) 以降のバージョンの両方で動作します。

サンプルスキーマ

このサンプルでは、 People、 Restaurant、および City ノードを持つ仮想ソーシャルネットワークのグラフスキーマを作成します。これらのノードは、 Friends、 Likes、 LivesIn、および LocatedIn エッジを使用して相互に接続されます。次の図は、 restaurant、 city、 person ノード、および LivesIn、 LocatedIn、 Likes エッジを含むサンプルスキーマを示しています。

レストラン、市区町村、人物ノード、および LivesIn、LocatedIn、Likes エッジを含むサンプルスキーマを示す図。

サンプルスクリプト

次のサンプルスクリプトでは、新しい T-SQL 構文を使用してノードテーブルとエッジテーブルを作成します。 INSERT ステートメントを使用してノードテーブルとエッジテーブルにデータを挿入する方法と、パターンマッチングとナビゲーションに MATCH 句を使用する方法についても説明します。

このスクリプトでは、次の手順が実行されます。

GraphDemo という名前のデータベースを作成します。
ノードテーブルを作成します。
エッジテーブルを作成します。

-- Create a GraphDemo database
IF NOT EXISTS (SELECT * FROM sys.databases WHERE NAME = 'graphdemo')
    CREATE DATABASE GraphDemo;
GO

USE GraphDemo;
GO

-- Create NODE tables
CREATE TABLE Person (
  ID INTEGER PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(100)
) AS NODE;

CREATE TABLE Restaurant (
  ID INTEGER NOT NULL,
  name VARCHAR(100),
  city VARCHAR(100)
) AS NODE;

CREATE TABLE City (
  ID INTEGER PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(100),
  stateName VARCHAR(100)
) AS NODE;

-- Create EDGE tables.
CREATE TABLE likes (rating INTEGER) AS EDGE;
CREATE TABLE friendOf AS EDGE;
CREATE TABLE livesIn AS EDGE;
CREATE TABLE locatedIn AS EDGE;

次に、リレーションシップを表すデータを挿入します。

ノードテーブルにデータを挿入します。
1. ノードテーブルへの挿入は、通常のテーブルへの挿入と同じです。
エッジテーブルにデータを挿入します。この場合、各ユーザーが好きなレストランを likes エッジに挿入します。
1. エッジテーブルに挿入するときに、$from_id列と$to_id列から$node_idを指定します。
livesInエッジにデータを挿入して、ユーザーを住んでいる都市に関連付けます。
locatedIn エッジにデータを挿入して、レストランを所在地の市区町村に関連付けます。
関連付けられているフレンドに friendOf エッジにデータを挿入します。

-- Insert data into node tables. Inserting into a node table is same as inserting into a regular table
INSERT INTO Person (ID, name)
    VALUES (1, 'John')
         , (2, 'Mary')
         , (3, 'Alice')
         , (4, 'Jacob')
         , (5, 'Julie');

INSERT INTO Restaurant (ID, name, city)
    VALUES (1, 'Taco Dell','Bellevue')
         , (2, 'Ginger and Spice','Seattle')
         , (3, 'Noodle Land', 'Redmond');

INSERT INTO City (ID, name, stateName)
    VALUES (1,'Bellevue','WA')
         , (2,'Seattle','WA')
         , (3,'Redmond','WA');

-- Insert into edge table. While inserting into an edge table,
-- you need to provide the $node_id from $from_id and $to_id columns.
/* Insert which restaurants each person likes */
INSERT INTO likes
    VALUES ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 1), (SELECT $node_id FROM Restaurant WHERE ID = 1), 9)
         , ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 2), (SELECT $node_id FROM Restaurant WHERE ID = 2), 9)
         , ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 3), (SELECT $node_id FROM Restaurant WHERE ID = 3), 9)
         , ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 4), (SELECT $node_id FROM Restaurant WHERE ID = 3), 9)
         , ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 5), (SELECT $node_id FROM Restaurant WHERE ID = 3), 9);

/* Associate in which city live each person*/
INSERT INTO livesIn
    VALUES ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 1), (SELECT $node_id FROM City WHERE ID = 1))
         , ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 2), (SELECT $node_id FROM City WHERE ID = 2))
         , ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 3), (SELECT $node_id FROM City WHERE ID = 3))
         , ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 4), (SELECT $node_id FROM City WHERE ID = 3))
         , ((SELECT $node_id FROM Person WHERE ID = 5), (SELECT $node_id FROM City WHERE ID = 1));

/* Insert data where the restaurants are located */
INSERT INTO locatedIn
    VALUES ((SELECT $node_id FROM Restaurant WHERE ID = 1), (SELECT $node_id FROM City WHERE ID =1))
         , ((SELECT $node_id FROM Restaurant WHERE ID = 2), (SELECT $node_id FROM City WHERE ID =2))
         , ((SELECT $node_id FROM Restaurant WHERE ID = 3), (SELECT $node_id FROM City WHERE ID =3));

/* Insert data into the friendOf edge */
INSERT INTO friendOf
    VALUES ((SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 1), (SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 2))
         , ((SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 2), (SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 3))
         , ((SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 3), (SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 1))
         , ((SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 4), (SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 2))
         , ((SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 5), (SELECT $NODE_ID FROM Person WHERE ID = 4));

次に、データに対してクエリを実行して、データから分析情報を見つけます。

グラフ MATCH 関数を使用して、John が好きなレストランを見つけます。
ジョンの友人が好きなレストランを見つけます。
自分が住んでいるのと同じ都市でレストランが好きな人を見つけます。

-- Find Restaurants that John likes
SELECT Restaurant.name
FROM Person, likes, Restaurant
WHERE MATCH (Person-(likes)->Restaurant)
AND Person.name = 'John';

-- Find Restaurants that John's friends like
SELECT Restaurant.name
FROM Person person1, Person person2, likes, friendOf, Restaurant
WHERE MATCH(person1-(friendOf)->person2-(likes)->Restaurant)
AND person1.name='John';

-- Find people who like a restaurant in the same city they live in
SELECT Person.name
FROM Person, likes, Restaurant, livesIn, City, locatedIn
WHERE MATCH (Person-(likes)->Restaurant-(locatedIn)->City AND Person-(livesIn)->City);

最後に、より高度なクエリは、友人の友人の友人を見つけます。このクエリでは、リレーションシップが "ループバック" するケースは除外されます。たとえば、Alice は John の友人です。ヨハネはメアリーの友人です。そしてメアリーはアリスの友人です。これにより、"ループ" が Alice に戻ります。多くの場合、このようなループを明示的にチェックし、結果を除外する必要があります。

-- Find friends-of-friends-of-friends, excluding those cases where the relationship "loops back".
-- For example, Alice is a friend of John; John is a friend of Mary; and Mary in turn is a friend of Alice.
-- This causes a "loop" back to Alice. In many cases, it is necessary to explicitly check for such loops and exclude the results.
SELECT CONCAT(Person.name, '->', Person2.name, '->', Person3.name, '->', Person4.name)
FROM Person, friendOf, Person as Person2, friendOf as friendOffriend, Person as Person3, friendOf as friendOffriendOfFriend, Person as Person4
WHERE MATCH (Person-(friendOf)->Person2-(friendOffriend)->Person3-(friendOffriendOfFriend)->Person4)
AND Person2.name != Person.name
AND Person3.name != Person2.name
AND Person4.name != Person3.name
AND Person.name != Person4.name;

クリーンアップ

SQL Server でサンプル用に作成されたスキーマとデータベースをクリーンアップします。

USE graphdemo;
go

DROP TABLE IF EXISTS likes;
DROP TABLE IF EXISTS Person;
DROP TABLE IF EXISTS Restaurant;
DROP TABLE IF EXISTS City;
DROP TABLE IF EXISTS friendOf;
DROP TABLE IF EXISTS livesIn;
DROP TABLE IF EXISTS locatedIn;

USE master;
go
DROP DATABASE graphdemo;
go

Azure SQL Database でサンプル用に作成されたスキーマとデータベースをクリーンアップします。

--Connect to the graphdemo database
DROP TABLE IF EXISTS likes;
DROP TABLE IF EXISTS Person;
DROP TABLE IF EXISTS Restaurant;
DROP TABLE IF EXISTS City;
DROP TABLE IF EXISTS friendOf;
DROP TABLE IF EXISTS livesIn;
DROP TABLE IF EXISTS locatedIn;

--Connect to the master database
DROP DATABASE graphdemo;
go

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