本文档通篇使用以下术语。

本文档中定义的 SHACL SPARQL 扩展有时称为 SHACL-SPARQL。

链接到 RDF 1.2 Concepts and Abstract Syntax 各部分的术语在 SHACL-SPARQL 中按该规范中的定义使用。 链接到 SPARQL 1.2 Query Language 各部分的术语在 SHACL-SPARQL 中按该规范中的定义 使用。 链接到 SHACL 1.2 Core 各部分的术语在 SHACL-SPARQL 中按该规范中的定义使用。 单个链接足以为本文档中特定术语的所有出现提供定义。

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#"
  }
}

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，这些绑定在执行之前 预绑定到 SPARQL 查询中，或者在 $PATH 的情况下 被替换到 SPARQL 查询中（如 3.3 使用 基于 SPARQL 的约束组件进行验证中所述）。

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、示例和注释均为非规范性的。除此之外，本规范中的所有内容均为规范性的。

本文档中的关键词 MAY、MUST 和 SHOULD 应按 BCP 14 [RFC2119] [RFC8174] 中的描述进行解释，且仅当它们像此处所示那样全部以 大写字母出现时才如此解释。

本文档定义了扩展 SHACL Core 的 SHACL-SPARQL 语言。 本规范描述以下对象的一致性标准：

• SHACL-SPARQL 处理器，即支持使用 SHACL-SPARQL 语言进行验证的处理器

另请参见 SHACL Core 一致性章节中关于良构性的讨论。

形状可以具有属性 sh:sparql 的值，并且这些值要么是 IRI，要么是空白节点。 这些值称为 基于 SPARQL 的约束。

基于 SPARQL 的约束对于属性 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）。 使用前缀处理规则，sh:select 的值是一个 有效的 SPARQL 1.2 SELECT 查询。 从 sh:select 的值派生出的 SPARQL 查询会在 SELECT 子句中投影变量 this。

以下两个属性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， 并且这些值是字面量，其 数据类型为 xsd:string、rdf:dirLangString、rdf:langString 或 rdf:HTML。 不应有多个 sh:message 值具有相同的语言标签， 也不应有多个数据类型为 xsd:string 的值。 基于 SPARQL 的 约束最多可以具有一个属性 sh:deactivated 的值， 并且该值要么是 true，要么是 false。 基于 SPARQL 的约束最多可以具有一个 属性 sh:severity 的值， 并且该值是一个 IRI。

在属性形状上下文中使用的 SELECT 查询 使用一个名为 PATH 的特殊变量作为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 的唯一合法用法是在谓词 位置出现于三元组模式中。 在任何其他位置使用变量 PATH 的查询都是非良构的。

本节解释 sh:SPARQLConstraintComponent 的验证器。 请注意，此验证器只说明一种可能的实现策略，并且 只要结果等价，SHACL 处理器可以选择其他方法。

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

本文档中声明新的约束组件的机制 仅限于基于 SPARQL 的约束组件。 不过，声明参数和验证器的一般语法也被设计为可用于 JavaScript 等其他扩展语言。

本节定义验证器，用于基于 SPARQL 的约束组件。 请注意，此验证器只说明一种可能的实现策略，并且 只要结果等价，SHACL 处理器可以选择其他方法。

第一步，必须根据 3.2.3 验证器中概述的规则选择一个验证器。 然后适用以下规则，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 SPARQL ASK 查询在将 v 预绑定到变量 value 时返回 false， 则创建一个解，由以下绑定组成： （$this，焦点节点）和 （$value，v）。 令 QS 为这些解的列表。
• 对于基于 SELECT 的验证器： 如果该形状是 属性 形状，则在执行之前， 将变量 PATH 在谓词 位置出现于三元组模式时 替换为一个有效的 SPARQL 表层语法字符串，该字符串表示 在该属性形状处通过 sh:path 指定的SHACL 属性路径。 令 QS 为执行 SPARQL 查询所产生的解。

上述 SPARQL 查询执行必须按照2.3.1 SPARQL 约束中的预绑定变量 $this中的说明， 将变量 this 预绑定。 此外，对于该约束中该约束组件的每个 参数的 值， 必须将其作为一个变量进行预绑定，该变量以 参数名作为其名称。

验证结果的生成规则 与基于 SPARQL 的约束的规则相同， 使用上面产生的解 QS。

对 sh:select 有值的节点 表达式称为select 表达式，其函数名为 sh:SelectExpression。

RDF 图中的节点 如果是一个空白节点， 且对谓词 sh:select 恰好有一个值， 并且该值是 数据类型为 xsd:string 的字面量， 则该节点是一个良构的select 表达式。 一个良构的select 表达式对于属性 sh:prefixes 最多可以有一个值， 并且该值只能是IRI或空白节点。

使用前缀处理 规则，sh:select 的值是一个有效的 SPARQL 1.2 SELECT 查询。 从 sh:select 的值派生出的 SPARQL 查询会在 SELECT 子句中投影 恰好一个变量。

本节其余部分为非规范性内容。

对 sh:sparqlExpr 有值的节点 表达式称为SPARQL expr 表达式，其函数名为 sh:SPARQLExprExpression。

RDF 图中的节点 如果是一个空白节点， 且对谓词 sh:sparqlExpr 恰好有一个值， 并且该值是 数据类型为 xsd:string 的字面量， 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:eval 的值， 并令 $PREFIXES$ 为使用 sh:prefixes 的值、根据前缀处理规则 得到的 SPARQL 前缀块； 则 select 定义为将 $EXPR$ 和 $PREFIXES$ 插入到如下位置所形成的字符串：

$PREFIXES$ 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。