本文档通篇使用以下术语。

本文档中定义的 SHACL SPARQL 相关特性有时称为 SHACL-SPARQL。

链接到 RDF 1.2 Concepts and Abstract Syntax 各部分的术语在 SHACL-SPARQL 中按照其中的定义使用。 链接到 SPARQL 1.2 Query Language 各部分的术语在 SHACL-SPARQL 中按照其中的定义 使用。 链接到 SHACL 1.2 Core 各部分的术语在 SHACL-SPARQL 中按照其中的定义使用。 对于本文档中某个特定术语的所有出现位置，只需一个链接即可为其提供 定义。

本文档中的定义是完备的，也就是说，如果本文档中没有规则使某种情况为真， 则该情况为假。

SHACL 的语法是 RDF。 本文档中的示例使用 Turtle [rdf12-turtle]。 实践中可以使用其他 RDF 序列化，例如 RDF/XML。 读者应熟悉基本 RDF 概念 [rdf12-concepts]，例如三元组， 并熟悉 SPARQL [sparql12-query]。

本文档中使用以下命名空间前缀绑定：

本文档中使用以下 JSON-LD 上下文：

{
  "@context": {
    "owl": "http://www.w3.org/2002/07/owl#",
    "rdf": "http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#",
    "rdfs": "http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#",
    "sh": "http://www.w3.org/ns/shacl#",
    "xsd": "http://www.w3.org/2001/XMLSchema#",
    "ex": "http://example.com/ns#",
    "shnex": "http://www.w3.org/ns/shacl-node-expr#",
    "sparql": "http://www.w3.org/ns/sparql#"
  }
}

请注意，定义 SHACL 词汇表本身的图的 URI 等同于 上述命名空间，即它包含 #。 对 SHACL 词汇表的引用，例如通过 owl:imports 进行引用时，应包含 #。

在整篇文档中，会出现包含 Turtle 中 RDF 图的彩色编码框。 这些 Turtle 文档片段使用上面给出的前缀绑定。

SHACL 定义显示在蓝色框中：

# 此框包含 SPARQL 或文本定义。

这样的灰色框包括适用于 形状图的语法规则。

使用 $ 标记的 SPARQL 变量表示外部绑定，这些绑定会被预绑定，或者对于 $PATH，会在 SPARQL 查询执行前被替换（如 3.3 使用 基于 SPARQL 的约束进行验证中所述）。

true 表示 RDF 术语 "true"^^xsd:boolean。 false 表示 RDF 术语 "false"^^xsd:boolean。

除标记为非规范性的章节外，本规范中的所有编写指南、图表、示例和注释也均为非规范性内容。 本规范中的其他所有内容均为规范性内容。

本文档中的关键词 可以、必须、不得 、可选和应该 仅当它们如本文所示以全大写形式出现时，才应按照 BCP 14 [RFC2119] [RFC8174] 中的规定 进行解释。

本文档定义了扩展 SHACL Core 的 SHACL-SPARQL 语言。 本规范描述了以下处理器的符合性标准：

• SHACL-SPARQL 验证处理器，即支持使用 3. 基于 SPARQL 的 约束和4. 基于 SPARQL 的约束组件 进行 SHACL 验证的处理器 （在测试套件中标识为 SPARQLValidation）。 此类处理器还可以支持5. 注解 属性； 支持该功能的处理器必须遵循该章节的规则。
• SPARQL 节点表达式处理器，即能够求值 6. 基于 SPARQL 的节点 表达式的处理器（在测试套件中标识为 SPARQLNodeExpr）
• SPARQL 自定义函数处理器，即能够求值 7. 基于节点表达式声明的 SPARQL 函数 的处理器（在测试套件中标识为 SPARQLCustomFunctions）

另请参阅 SHACL Core 的符合性章节中关于良构性的讨论。

形状可以具有属性 sh:sparql 的值，并且这些值是 IRI 或空白节点。 这些值称为基于 SPARQL 的约束。

基于 SPARQL 的约束的属性 sh:select 恰好有一个值。 sh:select 的值是数据类型为 xsd:string 的字面量。 类 sh:SPARQLConstraint 在 SHACL 词汇表中定义，可用作这些约束的类型 （尽管并不要求具有类型）。 按照前缀处理规则，sh:select 的值是有效的 SPARQL 1.2 SELECT 查询。 从 sh:select 值派生的 SPARQL 查询在 SELECT 子句中投影变量 this。

以下两个属性的用法与它们在形状中的用法类似：

基于 SPARQL 的 约束可以具有属性 sh:message 的值， 这些值是字面量，其数据类型为 xsd:string、rdf:dirLangString、rdf:langString 或 rdf:HTML。 sh:message 不应具有多个使用相同语言标签的值， 也不应具有多个数据类型为 xsd:string 的值。 基于 SPARQL 的 约束最多可以具有一个属性 sh:deactivated 的值， 该值是一个节点表达式，其（唯一的）输出节点必须是 true 或 false， 与形状的情况相同。 基于 SPARQL 的约束最多可以具有一个 属性 sh:severity 的值， 且该值必须是一个 IRI。

在属性形状的上下文中使用的 SELECT 查询， 使用名为 PATH 的特殊变量作为该形状所用路径的占位符。

在基于 SPARQL 的约束 和基于 SELECT 的验证器的 SPARQL 查询中， 变量 PATH 唯一合法的用法是出现在谓词 位置，即三元组模式的谓词位置。 在任何其他位置使用变量 PATH 的查询都是非良构的。

变量 PATH 仅针对属性形状进行替换。 在节点形状的 SPARQL 查询中，它仍然是一个未绑定的 变量。

本节介绍 sh:SPARQLConstraintComponent 的验证器。 请注意，此验证器仅说明一种可能的实现策略， SHACL 处理器可以选择其他方法，只要结果等效即可。

基于 SPARQL 的约束组件 是一个在形状图中具有 SHACL 类型 sh:ConstraintComponent 的 IRI。

本文档中声明新约束组件的机制 仅限于基于 SPARQL 的约束组件。 但是，声明参数和验证器的通用语法也被设计为可用于 JavaScript 等 其他扩展语言。

本节定义基于 SPARQL 的约束组件的验证器。 请注意，此验证器仅说明一种可能的实现策略， SHACL 处理器可以选择其他方法，只要结果等效即可。

第一步，必须按照 4.2.3 验证器中概述的规则选择一个验证器。 然后应用以下规则，生成一组 SPARQL 查询的解：

• 对于基于 ASK 的验证器： 对于每个值 节点 v，如果将 v 预绑定到变量 value 后， SPARQL ASK 查询返回 false， 则创建一个由绑定 ($this, 焦点节点) 和 ($value, v) 组成的解。 设 QS 为这些解的列表。
• 对于基于 SELECT 的验证器： 如果该形状是 一个属性 形状，则在执行之前， 将出现在谓词 位置的变量 PATH 替换为 三元组模式中 由该属性形状通过 sh:path 指定的SHACL 属性路径 的有效 SPARQL 表层语法字符串。 设 QS 为执行 SPARQL 查询产生的解。

上述 SPARQL 查询执行必须按照预绑定规则处理变量 this，如3.3.1 SPARQL 约束中预绑定的变量 $this中所述。 此外，在约束中， 约束组件的 每个参数的值 必须被预绑定到一个以相应参数名称命名的变量。

验证结果的生成规则 与基于 SPARQL 的约束的生成规则相同， 使用上文生成的解 QS。

具有关键参数 值的关键参数 sh:select 的节点 表达式称为选择表达式，其函数名称为 sh:SelectExpression。

如果 RDF 图中的 一个节点是空白节点， 且恰好具有一个谓词 sh:select 的值， 并且该值是一个 字面量， 其数据类型为 xsd:string，则该节点是一个良构的选择表达式。 一个良构的选择表达式最多可以具有一个 属性 sh:prefixes 的值， 且该值只能是一个IRI 或一个空白节点。

按照前缀处理 规则，sh:select 的值是有效的 SPARQL 1.2 SELECT 查询。 从 sh:select 的值派生的 SPARQL 查询在 SELECT 子句中恰好投影 一个变量。

本节其余部分均为非规范性内容。

具有关键参数 sh:sparqlExpr 的值的节点 表达式称为SPARQL expr 表达式，其函数名称为 sh:SPARQLExprExpression。

如果 RDF 图中的一个节点是一个空白节点， 且对于谓语 sh:sparqlExpr 恰好有一个值，并且该值是一个 字面量， 其数据类型 为 xsd:string，则该节点是一个良构的SPARQL expr 表达式。 一个良构的SPARQL expr 表达式对于属性 sh:prefixes 最多可以有一个值， 并且该值是一个 IRI 或一个 空白节点。

令 $EXPR$ 为 sh:sparqlExpr 的值，并令 $PREFIXES$ 为使用 sh:prefixes 的值按照前缀处理规则 得到的 SPARQL 前缀块； 然后，将 $EXPR$ 和 $PREFIXES$ 插入如下内容后得到的字符串定义为 select

$PREFIXES$ SELECT ($EXPR$ AS ?result) WHERE {}

select 是一个有效的 SPARQL 1.2 SELECT 查询。

本节其余部分为非规范性内容。

以下自定义列表参数函数在求值时使用“嵌套的”SPARQL 查询。

以下示例使用 sh:select 节点表达式作为其函数体。

本文档未定义添加此类自定义 SPARQL 函数的确切方式和时机限制。 建议 SPARQL 引擎应该为任何所提供形状图中的 sh:ListParameterExpressionFunction 的每个SHACL 实例注册一个函数。 如果具有相同 IRI 的函数已经注册为内置函数或 其他非自定义函数， 则 SPARQL 引擎必须忽略重新定义该函数的尝试。 如果已注册的函数本身就是自定义 SPARQL 函数，例如来自先前提供的形状图， 则新声明会替换它。 SPARQL 引擎在执行任何 SPARQL 查询期间不得修改已注册的 SPARQL 函数。