Apache Lucene(全文检索引擎)—分词器

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  本项目Demo已上传GitHub,欢迎大家fork下载学习:https://github.com/kencery/Lucene_Compass(项目内部有很详细的注释)

1.分词器的作用

  a. 在创建索引的时候需要用到分词器,在使用字符串搜索的时候也会用到分词器,并且这两个地方要使用同一个分词器,否则可能会搜索不出来结果。

  b. 分词器(Analyzer)的作用是把一段文本中的词按规则取出所包含的所有词,对应的是Analyzer类,这是一个抽象类(public abstract class org.apache.lucene.analysis.Analyzer),切分词的具体规则是由子类实现的,所以对于不同的语言规则,要有不同的分词器。

  c.关于分词器的详细运行代码,请在GitHub上下载,下载地址:https://github.com/kencery/Lucene_Compass/tree/master/Lucene_5.5,对应的分支为:lucene_five。

2.英文分词器的原理

  a.英文的处理流程为:输入文本,词汇切分,词汇过滤(去除停用词),词干提取(形态还原)、大写转小写,结果输出。

  b. 何为形态还原,意思是:去除单词词尾的形态变化,将其还原为词的原形,这样做可以搜索出更多有意义的结果,比如在搜索student的时候,同事也可以搜索出students的结果。

  c. 任何一个分词法对英文的支持都是还可以的。

3.中文分词器的原理

  a.中文分词比较复杂,并没有英文分词那么简单,这主要是因为中文的词与词之间并不是像英文那样用空格来隔开,

因为不是一个字就是一个词,而且一个词在另外一个地方就可能不是一个词,如:"我们是中国人","是中"就不是一个词,对于中文分词,通常有三种方式:单字分词、二分法分词、词典分词。

    a.1 单字分词:就是按照中文一个字一个字的进行分词,比如:"我们是中国人",分词的效果就是"我","们","是","中","国","人",StandardAnalyzer分词法就是单字分词。

    a.2 二分法分词:按照两个字进行切分,比如:"我们是中国人",分词的效果就是:"我们","们是","是中","中国","国人",CJKAnalyzer分词法就是二分法分词

    a.3 词库分词:按照某种算法构造词,然后去匹配已建好的词库集合,如果匹配到就切分出来成为词语,通常词库分词被认为是最好的中文分词算法,如:"我们是中国人",分词的效果就是:"我们","中国人",极易分词

MMAnalyzer、庖丁分词、IkAnalyzer等分词法就是属于词库分词。

  b.分词器还有很大,请大家自行查询,它们的实现基本一致,都是Analyzer的子类,故而可以很完美的继承到Lucene中。

4.停用词的规则

  a. 有些词在文本中出现的频率非常高,但是对文本所携带的信息基本不产生影响,例如英文的"a、an、the、of"或中文的"的、了、着、是",以及各种标点符号等,这样的词称为停用词,文本经过分词处理后,停用词通常会被过滤掉,不会被进行索引,在检索的时候,用户的查询中如果含有停用词,检索系统也会将其过滤掉,这是因为用户输入哦查询字符串也要进行分词处理,排除停用词可以硷蒉建立索引的速度,减小索引库文件的大小。

5.分词器的使用代码

  1 package com.lyzj.kencery.unit;
  2 import java.io.StringReader;
  3 import org.apache.lucene.analysis.Analyzer;
  4 import org.apache.lucene.analysis.TokenStream;
  5 import org.apache.lucene.analysis.cjk.CJKAnalyzer;
  6 import org.apache.lucene.analysis.standard.StandardAnalyzer;
  7 import org.apache.lucene.analysis.tokenattributes.CharTermAttribute;
  8 import org.apache.lucene.analysis.tokenattributes.OffsetAttribute;
  9 import org.apache.lucene.analysis.tokenattributes.PositionIncrementAttribute;
 10 import org.apache.lucene.analysis.tokenattributes.TypeAttribute;
 11 import org.junit.Test;
 12 import org.wltea.analyzer.lucene.IKAnalyzer;
 13 /**
 14  * 测试分词器
 15  * 分词器工作流程
 16  *     1.切分,将需要分词的内容进行切分成每个单词或者词语
 17  *     2.去除停用词,有些词在文本中出现的频率非常高,但是对文本所携带的信息基本不产生影响,例如英文的“a、an、the、of”,或中文的“的、了、着、是”,以及各种标点符号等,
 18  * 这样的词称为停用词(stop word)。文本经过分词之后,停用词通常被过滤掉,不会被进行索引。在检索的时候,用户的查询中如果含有停用词,
 19  * 检索系统也会将其过滤掉(因为用户输入的查询字符串也要进行分词处理)。排除停用词可以加快建立索引的速度,减小索引库文件的大小。
 20  *     3.对于英文字母,转为小写,因为搜索的时候不区分大小写
 21  * @author kencery
 22  *
 23  */
 24 public class AnalyzerTest {
 25 
 26     /**
 27      * StandardAnalyzer分词法测试,对中文支持不是很好,将中文分词成1个字(单字分词)
 28      * @throws Exception 
 29      */
 30     @Test
 31     public void StandardAnalyzerTest() throws Exception{
 32         //英文测试
 33         String text="An IndexWriter creaters and maintains an index.";
 34         Analyzer analyzer=new StandardAnalyzer();
 35         displayTokens(analyzer,text);
 36         //中文测试
 37         String text1="Lucene是全文检索框架";
 38         displayTokens(analyzer,text1);    
 39     }
 40 
 41      /**
 42       * CJKAnalyzerTest分词法测试,对中文支持不是很好,将中文分词成2个字(二分法分词)
 43       * 
 44       * @throws Exception
 45       */
 46     @Test
 47     public void CJKAnalyzerTest() throws Exception{
 48         //英文测试
 49         String text="An IndexWriter creaters and maintains an index.";
 50         Analyzer analyzer=new CJKAnalyzer();
 51         displayTokens(analyzer,text);
 52         //中文测试
 53         String text1="Lucene是全文检索框架";
 54         displayTokens(analyzer,text1);    
 55     }
 56 
 57      /**
 58       * IKAnalyzerTest分词法测试,对中文支持很好,词库分词
 59       * @throws Exception
 60       */
 61     @Test
 62     public void IKAnalyzerTest() throws Exception{
 63         //英文测试
 64         String text="An IndexWriter creaters and maintains an index.";
 65         Analyzer analyzer=new IKAnalyzer();
 66         displayTokens(analyzer,text);
 67         //中文测试
 68         String text1="韩迎龙易淘食的Lucene是全文检索框架";
 69         displayTokens(analyzer,text1);    
 70     }
 71 
 72     /**
 73      * 使用指定的分词器对指定的文本进行分词,并打印出分出的词,测试分词法的方法
 74      * 备注说明:这里注意版本问题,暂无方法解决
 75      * @param analyzer
 76      * @param text
 77      * @throws Exception
 78      */
 79     public static void displayTokens(Analyzer analyzer, String text) throws Exception {
 80         System.out.println("当前使用的分词器:" + analyzer.getClass().getName());
 81         //分词流,即将对象分词后所得的Token在内存中以流的方式存在,也说是说如果在取得Token必须从TokenStream中获取,而分词对象可以是文档文本,也可以是查询文本。
 82         TokenStream tokenStream = analyzer.tokenStream("content", new StringReader(text));
 83         //表示token的首字母和尾字母在原文本中的位置。比如I'm的位置信息就是(0,3),需要注意的是startOffset与endOffset的差值并不一定就是termText.length(),
 84         //因为可能term已经用stemmer或者其他过滤器处理过;
 85         OffsetAttribute offsetAttribute = tokenStream.addAttribute(OffsetAttribute.class);
 86         //这个有点特殊,它表示tokenStream中的当前token与前一个token在实际的原文本中相隔的词语数量,用于短语查询。比如: 在tokenStream中[2:a]的前一个token是[1:I'm ],
 87         //它们在原文本中相隔的词语数是1,则token="a"的PositionIncrementAttribute值为1;
 88         PositionIncrementAttribute positionIncrementAttribute = tokenStream.addAttribute(PositionIncrementAttribute.class);
 89 
 90         //问题说明:这里需要使用jdk1.7,如果使用jdk1.8或者jdk1.6则会出现报错信息
 91         //>>如果大家谁有相应的解决方案,请提交到git上我将会合并或者添加我的QQ我们互相讨论
 92         CharTermAttribute charTermAttribute= tokenStream.addAttribute(CharTermAttribute.class);
 93 
 94         //表示token词典类别信息,默认为“Word”,比如I'm就属于<APOSTROPHE>,有撇号的类型;
 95         TypeAttribute typeAttribute = tokenStream.addAttribute(TypeAttribute.class);
 96         tokenStream.reset();
 97 
 98         int position = 0;
 99         while (tokenStream.incrementToken()) {
100           int increment = positionIncrementAttribute.getPositionIncrement();
101           if(increment > 0) {
102             position = position + increment;
103           }
104           int startOffset = offsetAttribute.startOffset();
105           int endOffset = offsetAttribute.endOffset();
106           String term ="输出结果为:"+ charTermAttribute.toString();
107           System.out.println("第"+position+"个分词,分词内容是:[" + term + "]" + ",分词内容的开始结束位置为:(" + startOffset + "-->" + endOffset + "),类型是:" + typeAttribute.type());
108         }
109         tokenStream.close();
110     }
111 }

 

6. Compass简单介绍(不建议使用)

  a. 已经不建议使用,因为官方已停止更新,支持的Lucene的最高版本为2.4,而当前Lucene的版本已经到了5.5。

  b. 因为是学习,所以简单写了一个Compass的Demo,下载地址:https://github.com/kencery/Lucene_Compass/tree/master/Compass_2.2,项目内部有详细的代码备注。

  c.这里有一篇别人写的Compass博客,个人感觉非常好,地址:http://yufenfei.iteye.com/blog/1683546

 

   备注:接下来将使用ElasticSearch来做搜索。

 

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作者:韩迎龙(Kencery)    MVC/.NET群:159227188
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posted @ 2016-04-15 15:27  Kencery  阅读(8923)  评论(8编辑  收藏  举报
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