使用上下文无关路径查询在图上进行路径查询

针对图结构数据的导航查询，如正则路径查询和上下文无关路径查询，通常被求值为一个节点对 $(m, n)$ 的关系，使得存在一条从 $m$ 到 $n$ 且满足查询条件的路径。尽管这种关系查询语义具有实用价值，但我们认为关系查询语义仅能提供对图数据结构的有限洞察。为解决关系查询语义的局限性，我们引入了全路径查询语义和单路径查询语义。在这些基于路径的查询语义下，查询被求值为所有满足查询条件的路径，或分别地，求值为单条这样的路径。在聚焦于上下文无关路径查询的同时，我们提供了一个使用两种基于路径的查询语义在图上进行查询求值的形式化框架。对于全路径查询语义，我们证明查询的结果可由一个有限上下文无关文法来表示，该文法标注了与推导查询结果中每条路径相关的节点信息。对于单路径查询语义，我们提出搜索最短路径。我们将寻找最短路径的问题归约为在上下文无关语言中寻找最短字符串的问题，并为推导这样的字符串提出了一种新算法。我们的初步结果表明，基于路径的查询语义具有额外的实用价值，且两种基于路径的查询语义的查询求值均是可行的，即使查询结果规模非常大。对于单路径查询语义，确定查询结果规模的严格最坏情况上界仍是未来工作的重点。