OWL 类和子类属性继承

Question

我对 OWL 类和子类的属性继承感到困惑。有些帖子说 OWL 中没有继承（OWL: How to get inheritance of property relations between two classes from those of superclasses?，http://answers.semanticweb.com/questions/619/rdfs-owl-inheritance-with-josekipellet）。但是，我也发现了一些相反的讨论。例如，“面向对象软件开发人员的语义 Web 入门”页面 (https://www.w3.org/TR/sw-oosd-primer/) 提到，对于面向对象的语言、OWL 和 RDF：“类可以通过继承安排在子类层次结构中”（第 3.3 节）。 https://www.w3.org/TR/rdf-schema/#ch_subclassof 提到“属性 rdfs:subClassOf 是 rdf:Property 的一个实例，用于说明一个类的所有实例都是另一个类的实例。”因此，这让我很困惑。现在我有以下问题：

• 和面向对象的语言一样，rdfs:subclassOf 是否继承了超类的属性？

• 如果不是那么

  • RDF/OWL中继承是什么意思？
  • 是否可以用OWL/RDF构造面向对象的语言类型类-子类继承？

  • 考虑以下示例。 “Lecturer”和“Student”的所有属性都对“Person”类可用吗？

    Example:
    --------
       ### Classes ###
     :CSModule rdf:type owl:Class ;
          rdfs:subClassOf :Module .
    
     :Lecturer rdf:type owl:Class ;
         rdfs:subClassOf :Person .
    
     :Student rdf:type owl:Class ;
        rdfs:subClassOf :Person .
    
     :Module rdf:type owl:Class .
    
     :Person rdf:type owl:Class .
    
    ### Object Properties ###
    
    :studies rdf:type owl:ObjectProperty ;
    
       rdfs:domain :Student ;
       rdfs:range :Module .
    
    :teaches rdf:type owl:ObjectProperty ;
    
       rdfs:domain :Lecturer ;
       rdfs:range :Module .
    
    ### Data properties ###
    
    :name rdf:type owl:DatatypeProperty ;
      rdfs:domain :Person ;
      rdfs:range xsd:string .
    
    :staffID rdf:type owl:DatatypeProperty ;
      rdfs:domain :Lecturer ;
      rdfs:range xsd:integer .
    
    :studentID rdf:type owl:DatatypeProperty ;
      rdfs:domain :Student ;
      rdfs:range xsd:integer .
    
    ### Individuals ###
    
    :CS101 rdf:type owl:NamedIndividual ,
     :CSModule .
    
    :Lecturer1 rdf:type owl:NamedIndividual ,
     :Lecturer ;
     :teaches :CS101 ;
     :name "Dr.John" ;
     :staffID 7777 .
    
    :Student1 rdf:type owl:NamedIndividual ,
     :Student ;
     :studies :CS101 ;
     :name "James" ;
     :studentID 1234 .
    

如果有人给我一个很好的例子的答案，那将非常有帮助。提前谢谢你。

Answer 1

和面向对象的语言一样，rdfs:subclassOf 是继承父类的属性吗？

说属性 p 的域是类 D 意味着当你有一个三元组时

x p y

你可以推断出三元组

x rdf:type D

没有属性继承的概念。如果您知道 E 是 D 的子类，并且您会看到三元组

e p y  
e rdf:type E  
E rdfs:subClassOf D

您现在有两种方法可以知道 e rdf:type D。第一个是因为 e p y 意味着 e rdf:type D。第二个是因为你知道e是E，E是D的子类，e也是D。

RDF/OWL中的继承是什么意思？

RDF 和 OWL 中的类是集合。当你知道 E 是 D 的子类时，这意味着 E 的每个元素都是 D 的元素；也就是说，E 的个体集是 D 的个体集的子集。

属性也是如此。如果 q 是 p 的子属性，则意味着 x q y 隐含 x p y。

是否可以用OWL/RDF构造面向对象的语言类型类-子类继承？

这里不是很清楚你的意思。您需要准确指定 OO 语言类型类子类继承的含义。你会得到很多相同的行为。例如，如果你知道 D 的每个实例都有一个特定的，那么你知道 E 的每个实例也有，因为 E 的每个实例 都是 DEg 的一个实例，如果你有

D SubClassOf (hasColor some Color)

那么你可以推断出

E SubClassOf (hasColor some Color)

所以从这个意义上说，存在继承。

考虑以下示例。 “Lecturer”和“Student”的所有属性都对“Person”类可用吗？

“可用”可能具有误导性。对于类（即类中的个人），哪些属性可用或不可用是没有意义的。如果你有这样的层次结构：

Lecturer rdfs:subClassOf Person  
teachesCourse rdfs:domain Lecturer
teachesCourse rdfs:range Course

这意味着当你看到一个三元组时

Jones teachesCourse Calculus

你可以推断出来

Jones rdf:type Lecturer  
Jones rdf:type Person  
Calculus rdf:type Course

从某种意义上说，teacherCourse 属性对每个 Person 都是“可用的”，但是一旦使用它，就意味着该 Person 必须是 Lecturer。这与您在面向对象的编程语言中所拥有的非常相似，不是吗？例如，如果你有 Java：

class Person { }

class Lecturer {
  Course[] getCourses() { /* ... */ }
}

那么可能会有 Person 的实例具有 getCourses() 方法。碰巧那些 Person 的实例也必须是 Lecturer 的实例。

Answer 2

我会尝试回答你的一些问题

RDF/OWL中的继承是什么意思？
owl 中的继承与面向对象语言中的继承有些不同。我们可以从集合论的角度来思考它。猫头鹰类基本上表示个体的集合。然后使用属性来指定有关个人的事实。因此，当您在 owl 类上“定义”一个属性时，您基本上是在说该类的个体具有该属性（全部或部分取决于属性的定义方式）。
从您链接的帖子中：
“子类表示一个类是另一个类的子集，这意味着（通过推断）一个子类的所有成员都是（超）类的成员”

因此，如果您说一个类是另一个类的子类，则基本上意味着超类（超集）个体上的任何属性都可以在子类（子集）的个体上

从你自己的例子中，你问：
“Lecturer”和“Student”的所有属性都可用于“Person”类吗？
不，因为您已将 Lecutrer 和 Student 定义为类（集）Person 的子类（子集）。基本上，每个学生或讲师都是一个人，但反之则不然。因此，在 Person 上定义的属性可以被 Lecturer 和 Student 使用。

是否可以用OWL/RDF构造面向对象的语言类型类-子类继承
嗯，是的，但这有点困难。由于开放世界的假设，这一切都变得更加模糊。

希望这能稍微消除您的困惑。我建议使用本体和推理器来查看这些断言的实际行为。有很多有趣的行为（部分源于深度学习，但主要是由于开放世界假设）。 Protege 是一个很好的工具。