背景
- 爬虫会获取大量的数据，为不浪费资源，过滤重复数据就很有必要了
算法简介
-
1、余弦相似性
· 通过两个向量的夹角余弦值来评估相似度，应用较广泛 -
2、欧几里得距离
· 用使用较为广泛的公式来评估相似度 -
3、简单共有词
· 比较基础的文本过滤算法。使用两篇文档共有的字符，除以较长的那一篇文章来评估相似度 -
4、编辑距离
· 通过计算两字符串之间，由一个转成另外一个所需编辑的次数来评估它们的相似度，又称Levenshtein距离 -
5、Simhash+汉明距离
· 通过对比两篇文章hash串的汉明距离来评估相似度，多用于文档层面去重
算法详情
I、余弦相似性
具体的公式就不贴出来了，外面一大堆，主要记录一下Python的实现方式
- 1、首先进行分词，并列出两个句子的并集
- 2、计算词频的向量
- 4、计算余弦值，余弦值越大，证明夹角越小，两个向量越相似
- 5、代码实现，也就是TF-IDF算法
def words2vec(words1=None, words2=None):
"""
通过分词、计算并集、词频，得出词频向量
:param words1:
:param words2:
:return: 词频的向量
"""
v1 = []
v2 = []
tag1 = jieba.analyse.extract_tags(words1, withWeight=True)
tag2 = jieba.analyse.extract_tags(words2, withWeight=True)
tag_dict1 = {i[0]: i[1] for i in tag1}
tag_dict2 = {i[0]: i[1] for i in tag2}
merged_tag = set(tag_dict1.keys()) | set(tag_dict2.keys())
for i in merged_tag:
if i in tag_dict1:
v1.append(tag_dict1[i])
else:
v1.append(0)
if i in tag_dict2:
v2.append(tag_dict2[i])
else:
v2.append(0)
return v1, v2
-
6、使用jieba分词计算出语句的向量
-
7、 根据向量计算余弦值
def cosine_similarity(vector1, vector2):
"""
余弦值相似度计算
:param vector1:
:param vector2:
:return:
"""
dot_product = 0.0
norm1 = 0.0
norm2 = 0.0
for a, b in zip(vector1, vector2):
dot_product += a * b
norm1 += a ** 2
norm2 += b ** 2
if norm1 == 0.0 or norm2 == 0.0:
return 0
else:
return round(dot_product / ((norm1 ** 0.5) * (norm2 ** 0.5)) * 100, 2)
II、欧几里得距离
- 1、首先也需要获得比较对象的向量，代码可以和上面的通用
- 2、根据向量，和欧几里得公式，计算出距离，使用
1/(1+距离)算得相似度 - 3、代码实现
def euclid_similarity(self, vector1, vector2):
"""
欧几里得相似度算法
:return:
"""
v1, v2 = self.words2vec(vector1, vector2)
similarity = 0.0
for a, b in zip(v1, v2):
d1 = np.sqrt(np.sum(np.square(a - b)))
similarity = d1 if d1 > similarity else similarity
print(1/(1+similarity))
III、编辑距离
- 1、Levenshtein有第三方包，可以通过
pip install python-Levenshtein - 2、计算相似度，使用
1-(距离/较长的语句)计算得出相似度 - 3、代码实现
import Levenshtein
aa = Levenshtein(a, b)
max_len = len(a) if len(a) > len(b) else len(b)
print(1- aa/max_len)
IV、Simhash+汉明距离
- 1、谷歌的引擎爬虫每天获取的海量数据，就是用的Simhash来进行过滤的
- 2、他的基本原理是把两篇文档转换成字节，不过不是用普通的hash来进行转换
- 3、Simhash是一种局部敏感hash，所谓的局部敏感，就是在两个对比对象在hash后，任能保持之前的相似性
- 4、被hash之后的hash串的长度是相同的，通过汉明距的比较，就可以判断相似度了
- 5、代码实现
class Simhash:
"""经过测试和查找资料发现，Simhash更加适合文档去重，文本越短，精度缺失越厉害"""
def __init__(self, content):
self.simhash = self.simhash(content)
def __str__(self):
return str(self.simhash)
def simhash(self, content):
jieba.load_userdict('userdict.text')
seg = jieba.cut(content)
jieba.analyse.set_stop_words('testtimi.text')
key_word = jieba.analyse.extract_tags(
'|'.join(seg), topK=20, withWeight=True, allowPOS=()) # 在这里对jieba的tfidf.py进行了修改
# 将tags = sorted(freq.items(), key=itemgetter(1), reverse=True)修改成tags = sorted(freq.items(), key=itemgetter(
# 1,0), reverse=True) 即先按照权重排序，再按照词排序
key_list = []
# print(key_word)
for feature, weight in key_word:
weight = int(weight * 20)
feature = self.string_hash(feature)
temp = []
for i in feature:
if i == '1':
temp.append(weight)
else:
temp.append(-weight)
# print(temp)
key_list.append(temp)
list1 = np.sum(np.array(key_list), axis=0)
# print(list1)
if not key_list: # 编码读不出来
return '00'
simhash = ''
for i in list1:
if i > 0:
simhash = simhash + '1'
else:
simhash = simhash + '0'
return simhash
@staticmethod
def string_hash(source):
if source == "":
return 0
else:
x = ord(source[0]) << 7
m = 1000003
mask = 2 ** 128 - 1
for c in source:
x = ((x * m) ^ ord(c)) & mask
x ^= len(source)
if x == -1:
x = -2
x = bin(x).replace('0b', '').zfill(64)[-64:]
# print(source, x)
return str(x)
# 以下是使用系统自带hash生成，虽然每次相同的会生成的一样，
# 不过，对于不同的汉子产生的二进制，在计算海明码的距离会不一样，
# 即每次产生的海明距离不一致
# 所以不建议使用。
# x=str(bin(hash(source)).replace('0b','').replace('-','').zfill(64)[-64:])
# print(source,x,len(x))
# return x
def hammingDis(self, com):
t1 = '0b' + self.simhash
t2 = '0b' + com.simhash
n = int(t1, 2) ^ int(t2, 2)
i = 0
while n:
n &= (n - 1)
i += 1
return i
- 6、最后的计算汉明距，也可以使用Levenshtein的
hamming(str1,str2)方法 - 7、 如果汉明距小于3，基本就说明文本的相似度很高
总结
- 1、如果需要比较的是短文本，余弦相似性是最好的选择，可以根据具体的业务，来判断使用哪种算法
- 2、Simhash在文档比较中表现强劲，但是随着比较字符的越来越短，它的精度就流失的越厉害
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