知识图谱入门——6：Cypher 查询语言高级组合用法(查询链式操作、复杂路径匹配、条件逻辑、动态模式创建，以及通过事务控制和性能优化处理大规模数据。

在熟悉 Cypher 的基本操作后，复杂查询场景中的高级用法可以帮助你充分利用 Neo4j 图数据库的强大功能。这些组合用法涉及查询链式操作 、复杂路径匹配 、条件逻辑 、动态模式创建 ，以及通过事务控制和性能优化处理大规模数据。

文章目录

• [1. 使用 `WITH` 管道式查询](#1. 使用 WITH 管道式查询)
• • [1.1 查询分组后继续筛选](#1.1 查询分组后继续筛选)
  • [1.2 使用 `WITH` 进行链式查询](#1.2 使用 WITH 进行链式查询)
• [2. 递归与路径查询的高级用法](#2. 递归与路径查询的高级用法)
• • [2.1 递归查询某节点的所有子节点](#2.1 递归查询某节点的所有子节点)
  • [2.2 查找带有指定深度的路径](#2.2 查找带有指定深度的路径)
  • [2.3 计算路径的长度](#2.3 计算路径的长度)
• [3. 条件查询与 CASE 表达式](#3. 条件查询与 CASE 表达式)
• • [3.1 使用 `CASE` 进行条件逻辑处理](#3.1 使用 CASE 进行条件逻辑处理)
  • [3.2 条件更新操作](#3.2 条件更新操作)
• [4. 动态创建节点和关系](#4. 动态创建节点和关系)
• • [4.1 根据条件动态创建节点](#4.1 根据条件动态创建节点)
  • [4.2 动态关系创建](#4.2 动态关系创建)
  • [4.3 使用 `MERGE` 创建条件关系链](#4.3 使用 MERGE 创建条件关系链)
• [5. 性能优化与索引](#5. 性能优化与索引)
• • [5.1 创建索引提升查询性能](#5.1 创建索引提升查询性能)
  • [5.2 使用 `LIMIT` 优化查询性能](#5.2 使用 LIMIT 优化查询性能)
  • [5.3 使用 `EXPLAIN` 和 `PROFILE` 进行查询优化](#5.3 使用 EXPLAIN 和 PROFILE 进行查询优化)
• [6. 聚合查询与复杂数据分析](#6. 聚合查询与复杂数据分析)
• • [6.1 使用 `COLLECT` 进行数据聚合](#6.1 使用 COLLECT 进行数据聚合)
  • [6.2 计算平均值、最大值和最小值](#6.2 计算平均值、最大值和最小值)
  • [6.3 使用 `DISTINCT` 去重](#6.3 使用 DISTINCT 去重)
• [7. 事务管理与批量操作](#7. 事务管理与批量操作)
• • [7.1 开启事务控制](#7.1 开启事务控制)
  • [7.2 批量创建节点](#7.2 批量创建节点)
  • [7.3 批量更新节点](#7.3 批量更新节点)
• 总结

以下是 Cypher 的一些高级组合用法笔记，帮助你在实际场景中进行高效操作：

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1. 使用 WITH 管道式查询

WITH 语句允许你在多步骤查询中传递中间结果，它相当于 SQL 中的子查询，用于将一个查询的结果传递给后续步骤。

1.1 查询分组后继续筛选

MATCH (p:Person)
WITH p.name AS name, COUNT(p) AS personCount
WHERE personCount > 1
RETURN name, personCount;

解释 ：查询所有人的名字，并且统计每个名字出现的次数。通过 WITH 将中间结果传递到下一个 WHERE 过滤条件，只返回名字重复的人。

1.2 使用 WITH 进行链式查询

MATCH (p:Person)-[:KNOWS]->(friend:Person)
WITH p, COUNT(friend) AS numFriends
WHERE numFriends > 5
RETURN p.name, numFriends;

解释 ：首先找到每个人及其朋友，然后通过 WITH 传递中间结果，筛选出朋友数量大于 5 的人。

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2. 递归与路径查询的高级用法

复杂的图结构查询，尤其是在深度关系和多级关系查询中，使用递归查询可以高效解决问题。

2.1 递归查询某节点的所有子节点

MATCH (parent:Person {name: 'Alice'})-[:KNOWS*]->(child)
RETURN child;

解释 ：通过 [:KNOWS*] 匹配所有深度的 "KNOWS" 关系，找到 Alice 所有认识的人及间接认识的人。

2.2 查找带有指定深度的路径

MATCH (p:Person {name: 'Alice'})-[:KNOWS*1..3]-(friend)
RETURN friend;

解释：此查询找到 Alice 在深度 1 到 3 之间认识的所有人。

2.3 计算路径的长度

MATCH path = (a:Person {name: 'Alice'})-[*]-(b)
RETURN length(path) AS pathLength, a, b;

解释：计算 Alice 和其他节点之间路径的长度，并返回路径长度信息。

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3. 条件查询与 CASE 表达式

Cypher 中的 CASE 表达式类似于 SQL 中的 CASE WHEN，允许你根据条件设置返回值或操作。

3.1 使用 CASE 进行条件逻辑处理

MATCH (p:Person)
RETURN p.name,
       CASE
           WHEN p.age < 18 THEN 'Minor'
           WHEN p.age >= 18 AND p.age < 60 THEN 'Adult'
           ELSE 'Senior'
       END AS ageGroup;

解释 ：根据 Person 的年龄，将其分类为 "Minor"、"Adult" 或 "Senior"，并返回其年龄组。

3.2 条件更新操作

MATCH (p:Person {name: 'Bob'})
SET p.age = 
    CASE
        WHEN p.age < 30 THEN p.age + 5
        ELSE p.age
    END
RETURN p;

解释：对 Bob 的年龄进行条件更新，如果年龄小于 30，则增加 5 岁，否则保持不变。

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4. 动态创建节点和关系

MERGE 不仅用于查找或创建单个节点或关系，还可以结合模式灵活构建动态图结构。

4.1 根据条件动态创建节点

MATCH (p:Person {name: 'Alice'})
MERGE (city:City {name: 'New York'})
ON CREATE SET city.created = timestamp()
RETURN city;

解释：如果 "New York" 这个城市节点不存在，则创建它，并记录创建时间。

4.2 动态关系创建

MATCH (p1:Person {name: 'Alice'}), (p2:Person {name: 'Bob'})
MERGE (p1)-[r:KNOWS]->(p2)
ON CREATE SET r.since = 2022
RETURN r;

解释：如果 Alice 和 Bob 之间没有 "KNOWS" 关系，则创建这个关系，并添加创建时间戳。

4.3 使用 MERGE 创建条件关系链

MATCH (p1:Person {name: 'Alice'})
MERGE (p1)-[:LIVES_IN]->(city:City {name: 'Paris'})-[:LOCATED_IN]->(country:Country {name: 'France'})
RETURN p1, city, country;

解释 ：同时创建 "Alice" 和 "Paris" 之间的 "LIVES_IN" 关系，以及 "Paris" 和 "France" 之间的 "LOCATED_IN" 关系。MERGE 确保如果这些节点和关系不存在才会创建它们。

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5. 性能优化与索引

在处理大规模数据时，性能至关重要。Cypher 提供了一些优化方式，包括使用索引 和限制匹配模式的范围。

5.1 创建索引提升查询性能

CREATE INDEX FOR (n:Person) ON (n.name);

解释 ：为 Person 类型的节点的 name 属性创建索引，从而加快基于名称的查询速度。

5.2 使用 LIMIT 优化查询性能

MATCH (p:Person)
RETURN p
LIMIT 100;

解释：只返回前 100 个结果，减少内存占用和计算开销。

5.3 使用 EXPLAIN 和 PROFILE 进行查询优化

在执行查询之前，可以使用 EXPLAIN 或 PROFILE 来查看查询的执行计划，并进行优化。

EXPLAIN MATCH (p:Person {name: 'Alice'}) RETURN p;

解释 ：EXPLAIN 将显示查询的执行计划，而 PROFILE 会实际执行查询并展示性能统计信息。

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6. 聚合查询与复杂数据分析

Cypher 的聚合函数允许你对查询结果进行分组、统计和聚合操作。

6.1 使用 COLLECT 进行数据聚合

MATCH (p:Person)-[:KNOWS]->(friend)
RETURN p.name, COLLECT(friend.name) AS friends;

解释：查询每个人的朋友，并将他们的名字作为列表聚合在一起返回。

6.2 计算平均值、最大值和最小值

MATCH (p:Person)
RETURN AVG(p.age) AS averageAge, MAX(p.age) AS oldest, MIN(p.age) AS youngest;

解释 ：计算所有 Person 的平均年龄、最大年龄和最小年龄。

6.3 使用 DISTINCT 去重

MATCH (p:Person)-[:KNOWS]->(friend)
RETURN DISTINCT friend.name;

解释：去重后返回所有人的朋友的名字。

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7. 事务管理与批量操作

在大规模数据操作中，事务控制和批量处理非常重要。Cypher 支持通过事务块 和批量操作进行高效的数据写入和更新。

7.1 开启事务控制

BEGIN;
MATCH (p:Person {name: 'Alice'}) SET p.age = 35;
COMMIT;

解释：手动开始事务，更新 Alice 的年龄，并在完成后提交事务。

7.2 批量创建节点

UNWIND [{name: 'Alice'}, {name: 'Bob'}, {name: 'Charlie'}] AS person
CREATE (p:Person {name: person.name})
RETURN p;

解释 ：通过 UNWIND 操作将列表解包，并批量创建节点。

7.3 批量更新节点

MATCH (p:Person)
WHERE p.age IS NOT NULL
SET p.ageGroup = CASE
    WHEN p.age < 18 THEN 'Minor'
    WHEN p.age < 60 THEN 'Adult'
    ELSE 'Senior'
END;

解释 ：批量更新所有有年龄属性的节点，给他们添加一个新的 ageGroup 属性。

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总结

Cypher 的高级组合用法大大增强了其灵活性和表达能力。通过 WITH 进行链式查询、递归路径匹配、条件逻辑和动态模式创建，开发者可以用极简的语法实现复杂的

图数据操作。此外，结合索引、事务和批量处理的使用，Cypher 在处理大规模数据时也能表现出高效的性能。