RDF（Resource Description Framework）介绍和使用举例（二）

[1. 核心概念](#1. 核心概念)

[2. Turtle 示例](#2. Turtle 示例)

[3. 其他序列化格式](#3. 其他序列化格式)

[4. 用 SPARQL 查询](#4. 用 SPARQL 查询)

[5. Python 使用示例：rdflib](#5. Python 使用示例：rdflib)

[6. 常见用途](#6. 常见用途)

[7. 注意点](#7. 注意点)

RDF（Resource Description Framework，资源描述框架）是 W3C 提出的标准数据模型，用来描述"资源"以及资源之间的关系。它的核心思想是：一切知识都可以拆成"主语---谓语---宾语"三元组，大量三元组构成一张有向图。

1. 核心概念

一个 RDF 三元组写作：

主语(subject) 谓语(predicate) 宾语(object)

约束：

主语：IRI 或空白节点（不能是字面量）
谓语：IRI
宾语：IRI、空白节点或字面量
IRI：全局标识符，类似 URL，如 http://example.org/Alice
字面量：字符串、数字、日期等，可带语言标签或数据类型，如 "Alice"@en、30、"2024-01-01"^^xsd:date
空白节点：没有全局名字的匿名节点
RDF 图：三元组集合，顺序不重要，重复三元组不增加信息

RDF 本身只是数据模型，不是文件格式。常见序列化格式有：

Turtle：人类可读，最常用
RDF/XML：最早的官方格式
JSON-LD：适合 Web 和搜索引擎结构化数据
N-Triples / N-Quads：一行一个三元组，便于处理

查询 RDF 用 SPARQL；定义类和属性用 RDFS/OWL；验证数据用 SHACL/ShEx。

2. Turtle 示例

描述 Alice、Bob 和 Acme 公司：

XML 复制代码

@prefix ex: <http://example.org/> .
@prefix foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> .
@prefix schema: <http://schema.org/> .
@prefix xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#> .

ex:Alice a foaf:Person ;
    foaf:name "Alice"@en ;
    foaf:age 30 ;
    foaf:mbox <mailto:alice@example.org> ;
    foaf:knows ex:Bob ;
    schema:worksFor ex:Acme .

ex:Bob a foaf:Person ;
    foaf:name "Bob"@zh .

ex:Acme a schema:Organization ;
    schema:name "Acme Corp" .

其中 a 是 rdf:type 的简写。上面数据等价于这些三元组：

XML 复制代码

ex:Alice rdf:type foaf:Person .
ex:Alice foaf:name "Alice"@en .
ex:Alice foaf:age "30"^^xsd:integer .
ex:Alice foaf:knows ex:Bob .
ex:Alice schema:worksFor ex:Acme .
ex:Bob foaf:name "Bob"@zh .
ex:Acme schema:name "Acme Corp" .

3. 其他序列化格式

同一份数据的 RDF/XML 片段：

XML 复制代码

<?xml version="1.0"?>
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
         xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"
         xmlns:schema="http://schema.org/"
         xmlns:ex="http://example.org/">

  <foaf:Person rdf:about="http://example.org/Alice">
    <foaf:name xml:lang="en">Alice</foaf:name>
    <foaf:age rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#integer">30</foaf:age>
    <foaf:knows rdf:resource="http://example.org/Bob"/>
    <schema:worksFor rdf:resource="http://example.org/Acme"/>
  </foaf:Person>

  <foaf:Person rdf:about="http://example.org/Bob">
    <foaf:name xml:lang="zh">Bob</foaf:name>
  </foaf:Person>

  <schema:Organization rdf:about="http://example.org/Acme">
    <schema:name>Acme Corp</schema:name>
  </schema:Organization>

</rdf:RDF>

JSON-LD 片段：

TypeScript 复制代码

{
  "@context": {
    "foaf": "http://xmlns.com/foaf/0.1/",
    "schema": "http://schema.org/",
    "xsd": "http://www.w3.org/2001/XMLSchema#"
  },
  "@id": "http://example.org/Alice",
  "@type": "foaf:Person",
  "foaf:name": { "@value": "Alice", "@language": "en" },
  "foaf:age": { "@value": 30, "@type": "xsd:integer" },
  "foaf:knows": { "@id": "http://example.org/Bob" },
  "schema:worksFor": { "@id": "http://example.org/Acme" }
}

4. 用 SPARQL 查询

查询"谁在什么公司工作"：

sql 复制代码

PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>
PREFIX schema: <http://schema.org/>

SELECT ?personName ?orgName WHERE {
  ?person a foaf:Person ;
          foaf:name ?personName ;
          schema:worksFor ?org .
  ?org schema:name ?orgName .
}

结果会得到：

sql 复制代码

personName = "Alice"@en
orgName    = "Acme Corp"

5. Python 使用示例：rdflib

python 复制代码

from rdflib import Graph, Namespace, Literal, RDF
from rdflib.namespace import FOAF, XSD

g = Graph()
EX = Namespace("http://example.org/")

g.add((EX.Alice, RDF.type, FOAF.Person))
g.add((EX.Alice, FOAF.name, Literal("Alice", lang="en")))
g.add((EX.Alice, FOAF.age, Literal(30, datatype=XSD.integer)))
g.add((EX.Alice, FOAF.knows, EX.Bob))

g.add((EX.Bob, RDF.type, FOAF.Person))
g.add((EX.Bob, FOAF.name, Literal("Bob", lang="zh")))

print(g.serialize(format="turtle"))

q = """
PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>
SELECT ?friendName WHERE {
  <http://example.org/Alice> foaf:knows ?friend .
  ?friend foaf:name ?friendName .
}
"""

for row in g.query(q):
    print(row.friendName)

6. 常见用途

知识图谱：Wikidata、DBpedia、企业知识图谱
搜索引擎结构化数据：Schema.org + JSON-LD
数据集成：把不同来源数据映射为 RDF，通过 IRI 链接
元数据管理：图书馆、数字档案、内容管理
推理：结合 RDFS/OWL，从已有三元组推出新关系
开放数据：Linked Data、政府开放数据

7. 注意点

RDF 只负责"表达事实"，不负责约束和推理。

例如 ex:Alice foaf:knows ex:Bob 只是一个事实；如果要说明 foaf:knows是人与人的关系，需要 RDFS/OWL；如果要限制"年龄必须是整数"，可以用 SHACL。

一句话总结：RDF 用三元组把知识表示成图，Turtle/JSON-LD/RDF/XML 是它的不同写法，SPARQL 用来查询，RDFS/OWL 用来定义和推理。