在知识图谱中，知识不仅要被表示出来，还要能够被进一步利用。如果系统只保存事实，而不能依据已有知识推出新的结论，那么图谱就更像静态记录，而不是可用的知识系统。
知识图谱中的推理，正是让系统从“已知事实”走向“新结论”的关键环节。面向知识图谱的推理主要围绕关系展开，能够辅助推出新的事实、新的关系、新的公理以及新的规则。
一、什么是知识图谱中的推理
推理可以理解为：依据已有知识，得到原本没有直接写出的知识。
例如，图谱中如果已经有：
James Watt 属于 engineerengineer 是 person 的子类那么系统就可以推出：
James Watt 属于 person这类过程，就是推理。
在知识图谱场景中，推理通常不只是逻辑公式演算，而更常表现为三类能力：
• 根据规则补全关系
• 根据本体语义推出类型或关系
• 根据层级结构完成继承
二、规则推理：依据显式规则推出新结论
规则推理的核心思想最直观：
先抽象出一组规则，再把这些规则应用到知识图谱中，推出新的事实或关系。基于规则的推理具有一个明显特点：结果精准，而且具有可解释性。
例如，可以设定这样一条规则：
如果 B 是 A 的妻子，那么 A 是 B 的丈夫；如果 B 是 A 的女儿，那么 A 是 B 的父亲。一旦图谱中已有部分关系，系统就可以按照这些规则推出缺失关系。利用这类规则，可以从已有事实中推理出“米歇尔的丈夫是奥巴马”“玛利亚的父亲是奥巴马”等新知识。
因此，规则推理最适合处理这类问题：
（1）关系模式较清楚；
（2）规则能够显式写出；
（3）希望推理过程清楚、可追踪。
它的优势在于简单、直接、可解释。
它的局限在于：规则需要事先设计，规则太多时维护成本会升高。
三、本体推理：依据语义约束推出隐含知识
本体推理的核心，不是先写“如果……那么……”规则，而是利用本体中已经蕴含的语义和逻辑进行推理。RDFS 中的 class、domain、range 等词汇本身就蕴含了简单语义和逻辑，可以直接用于推理。
例如：
某公司属于“人工智能公司”；“人工智能公司”又是“高科技公司”的子类；那么系统就可以推出：
该公司也是“高科技公司”。再如，如果某个关系的定义域是“投资人”，值域是“公司”，而图谱中存在一条事实：
大卫切瑞顿 — 投资 — 谷歌那么系统就可以进一步推出：
大卫切瑞顿属于“投资人”这一类型；谷歌属于“公司”这一类型。这说明，本体推理特别适合处理：
（1）类型归属；
（2）属性定义域和值域；
（3）类层次约束；
（4）属性逻辑特性。
它的优势在于：不必为每一种结论单独写规则，而是直接利用本体已有的结构语义。
四、继承推理：沿层级结构传递知识
继承推理是最常见、也最基础的一类推理。它的核心思想是：把抽象层中的属性或描述，沿着层级结构传递到更具体的对象或类别。
在语义网络表示中，继承通常沿 ISA、AKO、AMO 等弧进行。
其中：
• ISA 表示实例关系，“是一个”
• AKO 表示分类关系，“是一种”
• AMO 表示成员关系，“是一员”
继承的一般过程也很清楚：
从待求结点出发，沿继承弧向上寻找相关结点，把上层结点的属性记录下来，直到层级遍历完成，最后得到该结点可继承的属性集合。
例如，在一个简单分类中：
engineer 是 person 的子类；James Watt 是 engineer 的实例；那么 system 就可以推出：
James Watt 也是 person。在框架表示中，继承推理也同样成立。在框架网络中，各框架之间通过 ISA 链形成继承关系；如果没有特别说明，子框架的槽值将继承父框架相应的槽值。
因此，继承推理的本质就是：上层已有的知识，不必在下层重复写出。
五、三种推理方式有什么区别
这三种推理方式都能推出新知识，但它们的出发点不同。
1、规则推理
出发点是显式规则。
系统依据“如果……那么……”形式的规则推出结论。
2、本体推理
出发点是本体中的语义约束。
系统依据类、属性、定义域、值域及逻辑特性推出结论。
3、继承推理
出发点是层级结构。
系统依据上位类、父框架或抽象结点，把属性和描述传递给下位对象。
可以简要概括为：
• 规则推理强调规则
• 本体推理强调语义约束
• 继承推理强调层级传递
三者并不是相互排斥的。在一个真实知识图谱系统中，它们往往同时存在：
（1）本体定义类别和属性约束；
（2）继承关系传递一般特征；
（3）规则再补充更具体的判断链。
六、为什么知识图谱离不开这三类推理
知识图谱的价值，不只在于保存对象和关系，还在于让系统能够利用这些对象和关系。
如果没有推理，图谱就只能回答已经明确写出的事实；一旦用户提出更复杂的问题，系统能力就会明显受限。基于知识图谱的推理问答通常面向多实体、多关系、多跳和比较等更复杂任务。
这三种推理方式分别支撑了不同层面的能力：
（1）规则推理帮助图谱补全关系、纠正缺失；
（2）本体推理帮助系统理解类型和语义约束；
（3）继承推理帮助系统利用层次结构减少重复表示。
因此，它们共同把知识图谱从“知识存储结构”推进为“知识利用系统”。
📘 小结
规则推理依据显式规则推出新结论，本体推理依据类、属性和语义约束推出隐含知识，继承推理则沿层级结构传递已有属性和描述。三者共同构成知识图谱中最常见、最基础的推理方式。
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