CN105095239A - 一种不确定图查询方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不确定图查询方法及装置，用以实现不确定图的快速查询，降低查询复杂度，提高查询效率。该方法为：接收查询指令，所述查询指令用于从不确定图中查询符合查询条件的数据；根据查询指令确定所述不确定图中的两个顶点，并确定以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的所有可能的路径，计算每条所述路径所对应的第一事件或第二事件的概率；根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果。

Description

一种不确定图查询方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种不确定图查询方法及装置。

背景技术

近年来，随着三网融合和网络新媒体等新技术的发展，有大量的图数据产生。图数据有两个显著的特性：一是图的规模庞大，顶点规模在百万以上，例如Web信息、图结构的可扩展标示语言(XML,ExtensiveMakeupLanguage)数据、社交网络；二是图结构的不确定性,例如顶点之间的连接不确定。不确定性在图数据中普遍存在。例如，处于无线随意网络中的个人移动设备，设备彼此之间的连接无固定的网络结构，并且因为移动设备电量等因素的影响，两个设备间的连接并不随时可靠，而按照一定的概率存在。又例如，任意不同类的蛋白质之间都可能有彼此相互作用而形成复杂的图数据，由于测量误差，实验观测到的某两种蛋白质之间相互作用只是以一定概率真正存在。不确定图模型同以往的图数据模型有着根本的差异，不确定图是以顶点和边为基本概率事件的概率事件组合，如图1所示。

目前，对于大规模图数据提出了许多具有高扩展性的查询算法和索引机制，但这些查询算法和索引机制基本都是基于确定的图结构的，而不能直接应用到不确定图上。

一方面，图查询通常基于图的结构，基本的图查询大致可分为三类：(a)基于图中路径的查询，比如，可达性查询，最短路径/距离查询等；(b)基于图中顶点的查询，比如最近邻查询等；(c)基于子图的查询，比如子图匹配、频繁子图挖掘等。另一方面，在不确定数据库中，每一个元组都标有一个概率表示该元组为真实的可能性或元组的属性被表示为一个概率分布函数。不确定数据库提出了不确定数据的可能世界模型，通过不确定性数据查询处理的核心“可能世界模型”，不确定图能演化出诸多结构确定的图实例,这些结构确定的图实例按相应的概率分布并且概率之和为1，如图2所示。

不确定图由大量的小图构成，每个小图的规模在百计或最多千计的顶点数或边数。为了让不确定图查询具有通过可能世界实证的概率保证，这意味着需要在不确定图演化出的指数级图实例上的图搜索，其开销是不能接受的，查询处理的代价非常高。

因此，如何实现不确定图的快速查询成为有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种不确定图查询方法及装置，用以实现不确定图的快速查询，降低查询复杂度，提高查询效率。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种不确定图查询方法，包括：

接收查询指令，所述查询指令用于从不确定图中查询符合查询条件的数据；

根据查询指令确定所述不确定图中的两个顶点，并确定以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的所有可能的路径；

计算每条所述路径所对应的第一事件或第二事件的概率；其中，一条路径对应的第一事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在、以及该路径对应第二路径中的一个或多个不存在的事件；一条路径对应的第二事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在的事件；一条路径对应的第一路径为包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径，一条路径对应的第二路径为包含边的个数等于该路径包含的边的个数的其它路径；

根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述计算每条所述路径所对应的第一事件的概率，包括：

将确定的所述所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序；

根据排序结果计算每条路径所对应的所述第一事件的概率，所述每条路径的第一事件为该路径存在、且该路径对应的第三路径不存在的事件，该路径对应的第三路径为排序结果中排在该路径之前的其它路径；

所述计算每条所述路径所对应的第二事件的概率，包括：

将确定的所述所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序；

根据排序结果计算每条路径所对应的第二事件的概率，所述每条路径的第二事件为该路径存在、该路径对应的第一路径不存在的事件，该路径对应的第一路径为排序结果中排在该路径之前、且包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述查询指令为最短距离查询指令，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含设定数目的边的个数的路径的概率分布；

所述根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果，包括：

确定所述所有可能的路径中包含所述设定数目的边的个数的各路径，计算确定的所述各路径中的每条路径所对应的所述第一事件的概率的和，将所述概率的和作为查询结果。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述查询指令为可达性查询指令，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的路径存在的概率，所述根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果，包括：

针对所述所有可能的路径中的每条路径，计算该路径以及排在该路径之前的其它路径所对应的所述第一事件的概率的和，将所述概率的和作为查询结果。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述查询指令为最短路径查询，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含的边的个数最少的路径的概率分布，所述根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果，包括：

将所述所有可能的路径中的每条路径及所对应的第二事件的概率作为查询结果。

结合第一方面至第一方面的第四种可能的实现方式中的任意一种，在第五种可能的实现方式中，所述计算每条所述路径所对应的第一事件或第二事件的概率，包括：

从所述不确定图中选择设定个数的边，确定选择的边对应的组合事件，所述组合事件表示所选择的边中的一个或多个边存在或不存在的事件的组合，并计算所述选择的边对应的各所述组合事件发生的概率的和作为第一累计和；

确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第一事件的定义时，计算符合所述第一事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第二累计和，或者，确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第二事件的定义时，计算符合所述第二事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第三累计和；

计算所述所有可能的路径中的每条路径存在的概率的和作为第四累计和，根据所述第一累计和、第二累计和以及所述第四累计和，确定所述第一事件的概率；或者，根据所述第一累计和、第三累计和以及所述第四累计和，确定所述第二事件的概率。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，根据所述第一累计和、第二累计和以及所述第四累计和，确定所述第一事件的概率；或者，根据所述第一累计和、第三累计和以及所述第四累计和，确定所述第二事件的概率，包括：

计算所述第二累计和与所述第一累计和的比值，并将该比值乘以所述第四累计和后作为所述第一事件的概率；

或者，

计算所述第三累计和与所述第一累计和的比值，将该比值乘以所述第四累计和后作为所述第二事件的概率。

第二方面，本发明提供了一种不确定图查询装置，包括：

接收模块，用于接收查询指令，所述查询指令用于从不确定图中查询符合查询条件的数据；

获取模块，用于根据查询指令确定所述不确定图中的两个顶点，并确定以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的所有可能的路径；

计算模块，用于计算每条所述路径所对应的第一事件或第二事件的概率；其中，一条路径对应的第一事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在、以及该路径对应第二路径中的一个或多个不存在的事件；一条路径对应的第二事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在的事件；一条路径对应的第一路径为包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径，一条路径对应的第二路径为包含边的个数等于该路径包含的边的个数的其它路径；

确定模块，用于根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述计算模块具体用于：

将确定的所述所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算每条路径所对应的所述第一事件的概率，所述每条路径的第一事件为该路径存在、且该路径对应的第三路径不存在的事件，该路径对应的第三路径为排序结果中排在该路径之前的其它路径；

或者，

将确定的所述所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算每条路径所对应的第二事件的概率，所述每条路径的第二事件为该路径存在、该路径对应的第一路径不存在的事件，该路径对应的第一路径为排序结果中排在该路径之前、且包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述查询指令为最短距离查询指令，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含设定数目的边的个数的路径的概率分布；

所述确定模块具体用于：

确定所述所有可能的路径中包含所述设定数目的边的个数的各路径，计算确定的所述各路径中的每条路径所对应的所述第一事件的概率的和，将所述概率的和作为查询结果。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述查询指令为可达性查询指令，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的路径存在的概率；

所述确定模块具体用于：

针对所述所有可能的路径中的每条路径，计算该路径以及排在该路径之前的其它路径所对应的所述第一事件的概率的和，将所述概率的和作为查询结果。

结合第二方面的第一可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述查询指令为最短路径查询，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含的边的个数最少的路径的概率分布；

所述确定模块具体用于：

将所述所有可能的路径中的每条路径及所对应的第二事件的概率作为查询结果。

结合第二方面至第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述计算模块具体用于：

从所述不确定图中选择设定个数的边，确定选择的边对应的组合事件，所述组合事件表示所选择的边中的一个或多个边存在或不存在的事件的组合，并计算所述选择的边对应的各所述组合事件发生的概率的和作为第一累计和；

确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第一事件的定义时，计算符合所述第一事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第二累计和，或者，确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第二事件的定义时，计算符合所述第二事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第三累计和；

计算所述所有可能的路径中的每条路径存在的概率的和作为第四累计和，根据所述第一累计和、第二累计和以及所述第四累计和，确定所述第一事件的概率；或者，根据所述第一累计和、第三累计和以及所述第四累计和，确定所述第二事件的概率。

结合第二方面第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述计算模块具体用于：

计算所述第二累计和与所述第一累计和的比值，并将该比值乘以所述第四累计和后作为所述第一事件的概率；或者，

计算所述第三累计和与所述第一累计和的比值，将该比值乘以所述第四累计和后作为所述第二事件的概率。

基于上述技术方案，本发明实施例中，通过计算每条可能路径对应的第一事件或第二事件的概率，获得符合查询条件的查询结果，能够将不同的查询条件简化为第一事件或第二事件的表达式，避免了在不确定图演化出的指数级图实例上的图搜索，实现了不确定图的快速查询，降低了查询复杂度，提高了查询效率。

附图说明

图1为不确定图结构示意图；

图2为不确定图的可能世界模型的结构示意图；

图3为本发明实施例中不确定图查询的过程示意图；

图4为本发明实施例中不确定图查询的方法流程图；

图5为本发明实施例中不确定图查询装置的结构示意图；；

图6为本发明实施例中设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例中，采用如下定义：

不确定图G＝(V，E)定义为：由顶点集V和边集E构成的连通图，每条边(u，v)∈E或e∈E，都以一定的概率p(u，v)或pe存在，其中，p(u，v)或pe也被称为边(u，v)∈E或e∈E的存在概率。

路径P定义为：不确定图G中一系列相连的边，且该一系列相连的边不构成环。由于每条边(u，v）∈E，或e∈E,都以一定的概率存在，路径P也是一个概率事件，以一定的概率存在。

路径P的长度len(P)定义为：组成路径P的所有边的总数，也标记为|P|。

路径P的存在事件，即组成路径P的所有边存在的事件，该事件记为P，并且有P＝e₁∧e₂∧…∧e_|P|。

路径P的存在事件的概率定义为：P_r(P)＝Π_e∈Ppe。

s，t路径P定义为：图G中首尾顶点分别为s和t的路径P。

不确定图中两个顶点s和t在距离d内的可达性事件定义为：s和t之间存在一条路径P且满足len(P)≤d，本发明实施例中，两个顶点的距离为以两个顶点为首尾顶点的路径中包含的边的个数。

不确定图中两个顶点s和t的最短路径事件定义为：s和t之间的一条路径P是存在的，且不存在比该路径的长度短的路径，即P是s和t的最短路径。本发明实施例中，路径的长度是指路径包含的边的个数。

不确定图中两个顶点s和t的最短距离事件定义为：s和t之间的一条路径P是存在的，且P是s和t的最短路径并满足len(P)＝d。

以下各实施例中，一条路径对应的第一事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在、以及该路径对应第二路径中的一个或多个不存在的事件。

一条路径对应的第二事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在的事件。

其中，一条路径对应的第一路径为包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径；一条路径对应的第二路径为包含边的个数等于该路径包含的边的个数的其它路径。

本发明的核心思想为：如图3所示，获取不确定图中任意两个顶点，确定以该两个顶点为首尾的各路径，以及计算确定的每条路径对应的第一事件的概率，或者，计算确定的每条路径对应的第二事件的概率，通过第一事件的概率或第二事件的概率获得满足查询条件的查询结果。

本发明实施例中，如附图4所示，进行不确定图查询的具体方法如下：

步骤401：接收查询指令，该查询指令用于从不确定图中查询符合查询条件的数据。

本发明实施例中，查询指令包括但不限于：最短距离查询指令、可达性查询指令和最短路径查询指令。实际应用中还可能存在其它的查询指令，对于其它能够应用于不确定图的查询指令，本发明也将其包括在内。

具体地，最短距离查询指令用于查询不确定图中以两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含设定数目的边的个数的路径的概率分布。

具体地，可达性查询指令用于查询不确定图中以两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的路径存在的概率。

具体地，最短路径查询用于查询不确定图中以两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含的边的个数最少的路径的概率分布。

步骤402：根据查询指令确定不确定图中的两个顶点，并确定以该两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的所有可能的路径。

步骤403：计算所有可能的路径中的每条路径所对应的第一事件或第二事件的概率。

优选地，将确定的所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算所有可能的路径中的每条路径所对应的第一事件的概率，每条路径的第一事件为该路径存在、且该路径对应的第三路径不存在的事件，该路径对应的第三路径为排序结果中排在该路径之前的其它路径；

或者，

将确定的所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算所有可能的路径中的每条路径所对应的第二事件的概率，每条路径的第二事件为该路径存在、该路径对应的第一路径不存在的事件，一条路径对应的第一路径为排序结果中排在该路径之前、且包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径。

该优选的实施例中，通过对所有可能的路径进行排序，根据排序结果计算每条路径的第一事件或第二事件的概率，可以进一步提高效率。

例如，假设给定不确定图中任意两个顶点s和t，且以该两个顶点为首尾顶点的路径为l条，分别为P₁，P₂，…P_l，且是以路径长度升序排列，即如果len(P_i)＜len(P_j),那么i＜j。第一事件定义为：路径P_i存在而同时所有路径列表中排在P_i之前的路径不存在的事件，表示为第二事件定义为：路径P_i存在而同时所有路径列表中长度比P_i短的路径不存在的事件，表示为 和具有相同的形式，只是不存在的路径事件受长度限制而更少，在的表达式中，P₁，P₂，…，P_g是路径列表中所有的满足len(P_j)＜len(P_i)的路径,这里1≤j≤g。

步骤404：根据第一事件的概率或第二事件的概率，获得查询指令对应的查询结果。

优选地，根据查询指令的不同，根据第一事件的概率或第二事件的概率，获得查询指令对应的查询结果有以下三种具体实现方式：

第一种，若查询指令为最短距离查询指令，具体为：

确定所有可能的路径中包含设定数目的边的个数的各路径，计算确定的各路径中的每条路径所对应的第一事件的概率的和，将该概率的和作为查询结果。

具体实施例中，查询结果可以为概率的和与所对应的设定数目之间的对应关系。

第二种，若查询指令为可达性查询指令，具体为：

针对所有可能的路径中的每条路径，计算该路径以及排在该路径之前的其它路径所对应的第一事件的概率的和，将该概率的和作为查询结果。

具体实施中，查询结果为所有可能的路径中的每条路径与所对应的概率的和的对应关系。

第三种，若查询指令为最短路径查询，具体为：

将所有可能的路径中的每条路径及所对应的第二事件的概率作为查询结果。

例如，对于具有最短距离的路径的查询，使用第一事件来表达，具体地，对于给定的距离d,确定路径P₁，P₂，…P_g，为所有的长度小于d的以s，t为首尾顶点的路径，假设P_g+1，P_g+2，…，P_g+h是所有长度等于d的以s，t为首尾顶点的路径，则以s和t为首尾顶点的最短距离事件可以描述为：路径P₁，P₂，…P_g不存在，以及P_g+1，P_g+2，…，P_g+h中至少有一条路径存在。表示为：其中，P_g+1∨…∨P_g+h有可变形为：将该变形代入带入的表达式,得到第一事件表示的的表达式如下：

又例如，两个顶点s和t的可达性事件定义为P₁，P₂，…P_l中至少存在一条路径，可采用第一事件表示如下：

又例如，两个顶点s和t的最短路径事件定义为：以s和t为首尾顶点的一条路径P是存在的，且不存在长度更短的以s，t为首尾顶点的路径。设路径P_i的长度为d，假设P₁，P₂，…P_g，为所有长度小于d的以s，t为首尾顶点的路径，则以s和t为首尾顶点的最短路径事件可以描述为：路径P₁，P₂，…P_g不存在，且路径P_i存在。最短路径事件采用第二事件可表示为：

优选地，计算第一事件的概率和第二事件的概率时，可以通过采样算法计算第一事件的概率的近似值和第二事件的概率的近似值，直接采用该第一事件的概率的近似值作为第一事件的概率，以及采用第二事件的概率的近似值作为第二事件的概率，获得查询结果。通过采用采样算法可进一步降低计算量，提高计算速度。

实际应用中，现有的采样算法均可用于计算第一事件的概率的近似值和第二事件的概率的近似值，例如ApproxPath采样算法。其中，采样次数越多则计算得到的第一事件的概率的近似值和第二事件的概率的近似值越精确。

优选地，计算第一事件的概率的近似值和第二事件的概率的近似值的具体过程如下：

从所述不确定图中选择设定个数的边，确定选择的边对应的组合事件，该组合事件表示所选择的边中的一个或多个边存在或不存在的事件的组合，并计算选择的边对应的各组合事件发生的概率的和作为第一累计和；

确定选择的设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合第一事件的定义时，计算符合第一事件的定义的组合事件发生的概率的和作为第二累计和，或者，确定选择的设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合第二事件的定义时，计算符合第二事件的定义的组合事件发生的概率的和作为第三累计和；

计算所有可能的路径中的每条路径存在的概率的和作为第四累计和，根据第一累计和、第二累计和以及第四累计和，确定第一事件的概率；或者，根据第一累计和、第三累计和以及第四累计和，确定第二事件的概率。

其中，所有可能的路径中的每条路径的第一事件的集合与第二事件的集合为组合事件集合的子集。

其中，根据第一累计和、第二累计和以及第四累计和，确定第一事件的概率，具体为：

计算第二累计和与第一累计和的比值，并将该比值乘以第四累计和后作为第一事件的概率。

其中，根据第一累计和、第三累计和以及第四累计和，确定第二事件的概率，具体为：

计算第三累计和与第一累计和的比值，将该比值乘以第四累计和后作为第二事件的概率。

例如，假设采用ApproxPath算法计算第一事件的概率和第二事件的概率，具体过程可采用伪代码表示如下：

输入以s和t为首尾顶点的各路径P₁，P₂，…P_l，以及输入采样总次数n；

begin

u＝0；

fori＝1：l

w_i＝0，w_i'＝0,第一事件的概率Pr(Q_i)＝0，第二事件的概率Pr(Q_i')＝0；

forcount＝1:n

从组合事件的集合中随机选择一个组合事件π，计算该组合事件π的概率Pr(π)；

u＝u+Pr(π)；

ifπ满足第一事件的表达式thenw_i＝w_i+Pr(π)；

ifπ满足第二事件的表达式thenw_i'＝w_i'+Pr(π)；

fori＝1：l

$\mathrm{Pr}\left(Q_i\right)=\frac{w_i}{u}\·{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^l\mathrm{Pr}\left(P_i\right);$

$\mathrm{Pr}\left({Q_i}^{\′}\right)=\frac{w_i}{i}\·{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^l\mathrm{Pr}\left(P_i\right);$

输出所有的Pr(Q_i)和Pr(Q_i')。

又例如，以图1所示的不确定图为例，以不确定图中的顶点0和顶点3为首尾顶点的路径有3条，分别为P₁＝{(0,3)}，P₂＝{(0,1),(1,3)}和P₃＝{(0,1),(1,2),(2,3)}，该三条路径的长度(即包含的边的个数)各不相同，可以得到第一事件Q和第二事件Q'如下：和基于边的概率计算可直接得到和于是，最短距查询的解为和可达性查询的解为 和最短路径查询的解为和

基于相同的原理，如附图5所示，本发明实施例提供了一种不确定图查询装置，该装置的具体实施可参见上述方法部分的描述，重复之处不再赘述，该装置主要包括：

接收模块501，用于接收查询指令，该查询指令用于从不确定图中查询符合查询条件的数据；

获取模块502，用于根据查询指令确定不确定图中的两个顶点，并确定以该两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的所有可能的路径；

计算模块503，用于计算每条路径所对应的第一事件或第二事件的概率；

确定模块504，用于根据第一事件的概率或第二事件的概率，获得查询指令对应的查询结果。

优选地，计算模块具体用于：

将确定的所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算每条路径所对应的第一事件的概率，每条路径的第一事件为该路径存在、且该路径对应的第三路径不存在的事件，该路径对应的第三路径为排序结果中排在该路径之前的其它路径；或者，

将确定的所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算每条路径所对应的第二事件的概率，每条路径的第二事件为该路径存在、该路径对应的第一路径不存在的事件，一条路径对应的第一路径为排序结果中排在该路径之前、且包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径。

优选地，根据查询指令的不同，确定模块有以下三种具体实施方式：

第一种实施方式中，若查询指令为最短距离查询指令，确定模块具体用于：

确定所有可能的路径中包含设定数目的边的个数的各路径，计算确定的各路径中的每条路径所对应的第一事件的概率的和，将该概率的和作为查询结果。

第二种实施方式中，若查询指令为可达性查询指令，确定模块具体用于：

针对所有可能的路径中的每条路径，计算该路径以及排在该路径之前的其它路径所对应的第一事件的概率的和，将该概率的和作为查询结果。

第三种实施方式中，若查询指令为最短路径查询，确定模块具体用于：

将所有可能的路径中的每条路径及所对应的第二事件的概率作为查询结果。

优选地，计算模块具体用于：

从所述不确定图中选择设定个数的边，确定选择的边对应的组合事件，所述组合事件表示所选择的边中的一个或多个边存在或不存在的事件的组合，并计算所述选择的边对应的各所述组合事件发生的概率的和作为第一累计和；

确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第一事件的定义时，计算符合所述第一事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第二累计和，或者，确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第二事件的定义时，计算符合所述第二事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第三累计和；

计算所有可能的路径中的每条路径存在的概率的和作为第四累计和，根据第一累计和、第二累计和以及第四累计和，确定第一事件的概率；或者，根据第一累计和、第三累计和以及第四累计和，确定第二事件的概率。

优选地，计算模块具体用于：

计算第二累计和与第一累计和的比值，并将该比值乘以第四累计和后作为第一事件的概率；

或者，

计算第三累计和与第一累计和的比值，将该比值乘以第四累计和后作为第二事件的概率。

基于同一发明构思，如附图6所示，本发明实施例还提供了一种设备，该设备包括存储器601和处理器602，其中，处理器602执行预先配置的计算机程序，以实现上述方法实施例中的方法流程，实现相应的功能，存储器601中存储计算机程序的代码，具体的：

存储器601，用于存储不确定图；

处理器602，用于执行预先配置的计算机程序，以用于：接收查询指令，该查询指令用于从存储器601存储的不确定图中查询符合查询条件的数据，根据查询指令确定不确定图中的两个顶点，并确定以该两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的所有可能的路径，计算每条路径所对应的第一事件或第二事件的概率，根据第一事件的概率或第二事件的概率，获得查询指令对应的查询结果。

优选地，处理器602用于：

将确定的所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算每条路径所对应的第一事件的概率，每条路径的第一事件为该路径存在、且该路径对应的第三路径不存在的事件，该路径对应的第三路径为排序结果中排在该路径之前的其它路径；或者，

将确定的所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算每条路径所对应的第二事件的概率，每条路径的第二事件为该路径存在、该路径对应的第一路径不存在的事件，一条路径对应的第一路径为排序结果中排在该路径之前、且包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径。

优选地，根据查询指令的不同，处理器602有以下三种具体实施方式：

第一种实施方式中，若查询指令为最短距离查询指令，处理器602具体用于：

确定所有可能的路径中包含设定数目的边的个数的各路径，计算确定的各路径中的每条路径所对应的第一事件的概率的和，将该概率的和作为查询结果。

第二种实施方式中，若查询指令为可达性查询指令，处理器602具体用于：

针对所有可能的路径中的每条路径，计算该路径以及排在该路径之前的其它路径所对应的第一事件的概率的和，将该概率的和作为查询结果。

第三种实施方式中，若查询指令为最短路径查询，处理器602具体用于：

将所有可能的路径中的每条路径及所对应的第二事件的概率作为查询结果。

优选地，处理器602具体用于：

从所述不确定图中选择设定个数的边，确定选择的边对应的组合事件，所述组合事件表示所选择的边中的一个或多个边存在或不存在的事件的组合，并计算所述选择的边对应的各所述组合事件发生的概率的和作为第一累计和；

确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第一事件的定义时，计算符合所述第一事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第二累计和，或者，确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第二事件的定义时，计算符合所述第二事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第三累计和；

计算所有可能的路径中的每条路径存在的概率的和作为第四累计和，根据第一累计和、第二累计和以及第四累计和，确定第一事件的概率；或者，根据第一累计和、第三累计和以及第四累计和，确定第二事件的概率。

优选地，处理器602具体用于：

计算第二累计和与第一累计和的比值，并将该比值乘以第四累计和后作为第一事件的概率；

或者，

计算第三累计和与第一累计和的比值，将该比值乘以第四累计和后作为第二事件的概率。

基于上述技术方案，本发明实施例中，通过计算每条可能路径对应的第一事件或第二事件的概率，获得符合查询条件的查询结果，能够将不同的查询条件简化为第一事件或第二事件的表达式，避免了在不确定图演化出的指数级图实例上的图搜索，实现了不确定图的快速查询，降低了查询复杂度，提高了查询效率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种不确定图查询方法，其特征在于，包括：

接收查询指令，所述查询指令用于从不确定图中查询符合查询条件的数据；

根据查询指令确定所述不确定图中的两个顶点，并确定以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的所有可能的路径；

计算每条所述路径所对应的第一事件或第二事件的概率；其中，一条路径对应的第一事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在、以及该路径对应第二路径中的一个或多个不存在的事件；一条路径对应的第二事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在的事件；一条路径对应的第一路径为包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径，一条路径对应的第二路径为包含边的个数等于该路径包含的边的个数的其它路径；

根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每条所述路径所对应的第一事件的概率，包括：

将确定的所述所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序；

根据排序结果计算每条路径所对应的所述第一事件的概率，所述每条路径的第一事件为该路径存在、且该路径对应的第三路径不存在的事件，该路径对应的第三路径为排序结果中排在该路径之前的其它路径；

所述计算每条所述路径所对应的第二事件的概率，包括：

将确定的所述所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序；

根据排序结果计算每条路径所对应的第二事件的概率，所述每条路径的第二事件为该路径存在、该路径对应的第一路径不存在的事件，该路径对应的第一路径为排序结果中排在该路径之前、且包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述查询指令为最短距离查询指令，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含设定数目的边的个数的路径的概率分布；

所述根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果，包括：

确定所述所有可能的路径中包含所述设定数目的边的个数的各路径，计算确定的所述各路径中的每条路径所对应的所述第一事件的概率的和，将所述概率的和作为查询结果。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述查询指令为可达性查询指令，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的路径存在的概率；所述根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果，包括：

针对所述所有可能的路径中的每条路径，计算该路径以及排在该路径之前的其它路径所对应的所述第一事件的概率的和，将所述概率的和作为查询结果。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述查询指令为最短路径查询，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含的边的个数最少的路径的概率分布；所述根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果，包括：

将所述所有可能的路径中的每条路径及所对应的第二事件的概率作为查询结果。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述计算每条所述路径所对应的第一事件或第二事件的概率，包括：

从所述不确定图中选择设定个数的边，确定选择的边对应的组合事件，所述组合事件表示所选择的边中的一个或多个边存在或不存在的事件的组合，并计算所述选择的边对应的各所述组合事件发生的概率的和作为第一累计和；

确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第一事件的定义时，计算符合所述第一事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第二累计和，或者，确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第二事件的定义时，计算符合所述第二事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第三累计和；

计算所述所有可能的路径中的每条路径存在的概率的和作为第四累计和，根据所述第一累计和、第二累计和以及所述第四累计和，确定所述第一事件的概率；或者，根据所述第一累计和、第三累计和以及所述第四累计和，确定所述第二事件的概率。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述第一累计和、第二累计和以及所述第四累计和，确定所述第一事件的概率；或者，根据所述第一累计和、第三累计和以及所述第四累计和，确定所述第二事件的概率，包括：

计算所述第二累计和与所述第一累计和的比值，并将该比值乘以所述第四累计和后作为所述第一事件的概率；

或者，

计算所述第三累计和与所述第一累计和的比值，将该比值乘以所述第四累计和后作为所述第二事件的概率。

8.一种不确定图查询装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收查询指令，所述查询指令用于从不确定图中查询符合查询条件的数据；

获取模块，用于根据查询指令确定所述不确定图中的两个顶点，并确定以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的所有可能的路径；

计算模块，用于计算每条所述路径所对应的第一事件或第二事件的概率；其中，一条路径对应的第一事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在、以及该路径对应第二路径中的一个或多个不存在的事件；一条路径对应的第二事件定义为该路径存在、且该路径对应的第一路径不存在的事件；一条路径对应的第一路径为包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径，一条路径对应的第二路径为包含边的个数等于该路径包含的边的个数的其它路径；

确定模块，用于根据所述第一事件的概率或所述第二事件的概率，获得所述查询指令对应的查询结果。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：

将确定的所述所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算每条路径所对应的所述第一事件的概率，所述每条路径的第一事件为该路径存在、且该路径对应的第三路径不存在的事件，该路径对应的第三路径为排序结果中排在该路径之前的其它路径；

或者，

将确定的所述所有可能的路径按照所包含边的个数从少到多的顺序排序，根据排序结果计算每条路径所对应的第二事件的概率，所述每条路径的第二事件为该路径存在、该路径对应的第一路径不存在的事件，该路径对应的第一路径为排序结果中排在该路径之前、且包含边的个数小于该路径包含边的个数的其它路径。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述查询指令为最短距离查询指令，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含设定数目的边的个数的路径的概率分布；

所述确定模块具体用于：

确定所述所有可能的路径中包含所述设定数目的边的个数的各路径，计算确定的所述各路径中的每条路径所对应的所述第一事件的概率的和，将所述概率的和作为查询结果。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述查询指令为可达性查询指令，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点的路径存在的概率；

所述确定模块具体用于：

针对所述所有可能的路径中的每条路径，计算该路径以及排在该路径之前的其它路径所对应的所述第一事件的概率的和，将所述概率的和作为查询结果。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述查询指令为最短路径查询，用于查询所述不确定图中以所述两个顶点中的一个顶点为起点、另一个顶点为终点、且包含的边的个数最少的路径的概率分布；

所述确定模块具体用于：

将所述所有可能的路径中的每条路径及所对应的第二事件的概率作为查询结果。

13.如权利要求8-12任一项所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：

从所述不确定图中选择设定个数的边，确定选择的边对应的组合事件，所述组合事件表示所选择的边中的一个或多个边存在或不存在的事件的组合，并计算所述选择的边对应的各所述组合事件发生的概率的和作为第一累计和；

确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第一事件的定义时，计算符合所述第一事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第二累计和，或者，确定选择的所述设定个数的边构成一条路径，且所对应的组合事件符合所述第二事件的定义时，计算符合所述第二事件的定义的所述组合事件发生的概率的和作为第三累计和；

计算所述所有可能的路径中的每条路径存在的概率的和作为第四累计和，根据所述第一累计和、第二累计和以及所述第四累计和，确定所述第一事件的概率；或者，根据所述第一累计和、第三累计和以及所述第四累计和，确定所述第二事件的概率。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：

计算所述第二累计和与所述第一累计和的比值，并将该比值乘以所述第四累计和后作为所述第一事件的概率；

或者，

计算所述第三累计和与所述第一累计和的比值，将该比值乘以所述第四累计和后作为所述第二事件的概率。