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敏感词过滤算法对比,顺便开源了个工具库

敏感词过滤算法对比,顺便开源了个工具库

作者: 小兀666 | 来源:发表于2019-10-16 14:12 被阅读0次
    首页图片引用自:[互联网潜规则:如何进行敏感词屏蔽](https://www.iyunying.org/yunying/yyjc/81040.html)
    

    敏感词算法的对比

    现在社区内敏感词算法大致实现有两种:DFA(Deterministic Finite Automaton 确定有穷自动机)算法和AC(Aho-Corasick自动机)算法,在掘金社区找到比较有代表性的两篇文章:《js实现敏感词过滤算法》《开源了一个 JavaScript 版敏感词过滤库》

    二者代码我都看了一下,从我角度上来做一个简单对比(其中DFA算法是在原作者基础上的一些改动之后的版本)

    当前测试的电脑是MacBook Pro (Retina, 15-inch, Mid 2015),CPU性能是2.2 GHz Intel Core i7

    代码实现上

    AC算法相对复杂,所以其实现方案也比较复杂,没有拿出纸和笔的话还真的挺难读懂的。但是DFA算法就比较简单易懂了,看着代码就能大概完成整个实现逻辑的构建。所以从代码的实现以及可读性,DFA算法算是比较深得我心吧

    DFA算法占优

    代码功能上

    AC算法的作者提供了诸多功能,比如支持快查询,支持临时添加单词等等,而第一种算法在我的改进后目前只支持快查询,所以这个功能层面AC算法略好,不过并不意味这DFA算法这些功能就实现不了,只是看大家需不需要了,需要的话我将会在开源库中不断完善。

    AC算法占优

    算法时间和空间上

    接下去说说算法的耗时和内存占用,下面是我使用的benchmark脚本,测试数据可以在这里看到:传送门,脚本如下:

    const { makeSensitiveMap, checkSensitiveWord } = require('../dist/help')
    const FastScanner = require('fastscan')
    const fs = require('fs')
    const path  = require('path')
    
    function loadOneHundredThousandSentences() {
      const data = fs.readFileSync(path.resolve(__dirname, './sensitiveWords.txt'), 'utf8')
      const wordsArray = data.trim().split('|')
      console.log(`Now we have sensitive words length is: [${wordsArray.length}]`)
      return wordsArray
    }
    
    function loadOneHundredThousandWords() {
      const data = fs.readFileSync(path.resolve(__dirname, './beCheckedWords.txt'), 'utf8')
      const words = data.trim()
      console.log(`Now we have checking words length is: [${words.length}]`)
      return words
    }
    
    function benchmarkForDFAalgorithm() {
      const wordsArray = loadOneHundredThousandSentences()
      const before = process.memoryUsage()
      console.time('DFA algorithm load sensitive map tree')
      const wordMaps = makeSensitiveMap(wordsArray)
      console.timeEnd('DFA algorithm load sensitive map tree')
      const after = process.memoryUsage()
      console.log("DFA algorithm build tree of %d words costs rss=%dM heapTotal=%dM heapUsed=%dM", wordsArray.length, (after.rss-before.rss) >> 20, (after.heapTotal - before.heapTotal) >> 20, (after.heapUsed - before.heapUsed) >> 20)
    
      const toBeCheckedWords = loadOneHundredThousandWords()
      console.time('DFA algorithm check one hundred thousand words')
      checkSensitiveWord(toBeCheckedWords, false, wordMaps)
      console.timeEnd('DFA algorithm check one hundred thousand words')
    
    }
    
    function benchmarkForACalgorithm() {
      const wordsArray = loadOneHundredThousandSentences()
      const before = process.memoryUsage()
      console.time('AC algorithm load sensitive map tree')
      const scanner = new FastScanner(wordsArray)
      console.timeEnd('AC algorithm load sensitive map tree')
      const after = process.memoryUsage()
      console.log("AC algorithm build tree of %d words costs rss=%dM heapTotal=%dM heapUsed=%dM", wordsArray.length, (after.rss-before.rss) >> 20, (after.heapTotal - before.heapTotal) >> 20, (after.heapUsed - before.heapUsed) >> 20)
    
      const toBeCheckedWords = loadOneHundredThousandWords()
      console.time('AC algorithm check one hundred thousand words')
      scanner.search(toBeCheckedWords)
      console.timeEnd('AC algorithm check one hundred thousand words')
    }
    
    // 内存的测试需要单独跑,否则二者之间会有相互冲突的情况
    // benchmarkForDFAalgorithm()
    // benchmarkForACalgorithm()
    

    我们直接以100000个词汇作为敏感词汇去构建,并输入100000个单词去检索,得到的测试结果如下:(内存的数据是单独函数跑的,要不因为GC问题可能测试不准确)

    Now we have sensitive words length is: [107888]
    DFA algorithm load sensitive map tree: 244.374ms
    DFA algorithm build tree of 107888 words costs rss=121M heapTotal=117M heapUsed=98M
    Now we have checking words length is: [100000]
    DFA algorithm check one hundred thousand words: 98.768ms
    
    Now we have sensitive words length is: [107888]
    AC algorithm load sensitive map tree: 1529.913ms
    AC algorithm build tree of 107888 words costs rss=174M heapTotal=161M heapUsed=136M
    Now we have checking words length is: [100000]
    AC algorithm check one hundred thousand words: 98.532ms
    

    从上面的测试结果,AC的测试结果和原作者提供的大致一直,并且可以看出在词汇树的构建和内存占用上,DFA算法远远比AC算法好,执行搜索的时候,二者才不相上下,因此这回合DFA算法占优

    DFA算法占优

    结论

    最后综上所述,结论如下:

    • 如果你要简单判断少量词汇,二者都可以使用
    • 如果你的敏感词汇很大,那么建议你使用DFA算法

    《js实现敏感词过滤算法》的代码改动

    原文作者已经介绍了很多DFA算法的思路,这里就不再赘述,因为原作者将校验的函数分成了两个,容易遗漏掉第二个函数filterSensitiveWord。所以我就想整合成一个函数,一开始想着使用递归的尾调用来实现的,伪代码实现如下:

    checkSensitiveWord(sensitiveMap: wordMap, txt: string, index: number) {
      let currentMap = sensitiveMap;
      // const matchWords = new Map()
      let wordNum = 0;//记录过滤
      let sensitiveWord = ''; //记录过滤出来的敏感词
      // 递归到结尾了,结束递归
      if (index === txt.length) {
        return
      }
      for (let i = index; i < txt.length; i++) {
        const word = txt.charAt(i);
        currentMap = currentMap.get(word);
        if (currentMap) {
          wordNum++;
          sensitiveWord += word;
          if (currentMap.get('laster') === true) {
            // 表示已到词的结尾,将该敏感词存储起来
            存储的代码....
            // 再继续递归
            return this.checkSensitiveWord(sensitiveMap, txt, index + 1)
          }
        } else {
          return this.checkSensitiveWord(sensitiveMap, txt, index + 1)
        }
      }
    }
    

    结果因为nodejs从版本8开始不再支持递归尾调用的优化,所以这段代码如果检查比较少的文本的话是没问题,但是文本量一旦变大,就很容易造成栈溢出了。

    所以还是老老实实地使用循环遍历的方式,并增加支持快速搜索的功能,最后的代码如下

    /**
     * 检查搜寻的文本是否含有敏感词汇
     * @param txt 需要查找敏感词的文本
     * @param sensitiveWordsMap 敏感词汇的Map结构,允许自定义,如果自定义需要使用上面的函数makeSensitiveMap去生成
     * @param isQuickSearch 是否需要快速查询,如果是的话查找到值是返回true,反之是false
     */
    export function checkSensitiveWord(
      txt: string,
      isQuickSearch = false,
      sensitiveWordsMap?: wordMap) {
      const defaultMap = () => {
        const data = fs.readFileSync(path.resolve(__dirname, '../utils/sensitiveWords.txt'), 'utf8')
        const wordsArray = data.trim().split('|')
        return makeSensitiveMap(wordsArray)
      }
      const _sensitiveWordsMap = sensitiveWordsMap ? sensitiveWordsMap : defaultMap()
      const matchWords = new Map()
      for (let i = 0; i < txt.length; i++) {
        let currentMap = _sensitiveWordsMap;
        let sensitiveWord = ''; //记录过滤出来的敏感词
        for (let j = i; j < txt.length; j++) {
          const word = txt.charAt(j);
          currentMap = currentMap.get(word);
          if (currentMap) {
            sensitiveWord += word;
            if (currentMap.get('isEnd') === true) {
              // 如果是快速查找,不关心敏感词的搜索结果,找到一个即返回,适用于正常的输入检测
              if (isQuickSearch) {
                return true
              }
              // 表示已到词的结尾
              const isExist = matchWords.get(sensitiveWord)
              if (isExist) {
                isExist.push({ location: i })
                matchWords.set(sensitiveWord, isExist)
              } else {
                matchWords.set(sensitiveWord, [{ location: i }])
              }
              break
            }
          } else {
            break;
          }
        }
      }
      // 到这一步如果是快速查询还没有返回,说明没有找到敏感词
      if (isQuickSearch) {
        return false
      }
      return matchWords
    }
    

    完整的实例请参考: awesome-js

    顺便开源了一个工具库

    眼尖的童鞋发现了,这些函数不仅仅是直接粘贴复制使用,而是隶属于这个工具库awesome-js,是的,这就是要给大家安利的开源工具库,该工具库包含了很多我在平时业务开发中用到的一些公共函数,目前分为四大块:数学工具、正则表达式工具、辅助工具以及http处理工具。

    怎么使用这个工具库呢?

    下载

    npm install awesome-js --save
    
    yarn add awesome-js
    

    使用

    使用import { AwesomeHelp } from 'awesome-js'即可正常使用

    提供了哪些功能呢?

    得益于ts的类型定义,我们去翻一翻types文件就行了,为了让大家省事,贴在这里也无妨~

    export interface Deferred {
      resolve: (value?: any) => any
      reject: (reason?: any) => void
      promise: Promise<any>
    }
    
    type wordMap = Map<string, recursiveMap | boolean>
    
    interface recursiveMap extends wordMap {}
    
    export namespace AwesomeRegx {
      /**
       * @description 匹配手机号码
       */
      export const phoneNumber: RegExp;
      /**
       * @description 匹配Emoji字符
       */
      export const isEmoji: RegExp;
      /**
       * @description 隐私手机号,会将手机号的中间四位数替换成*
       */
      export const privacyMobile: (mobile: string) => string;
      /**
       * @description 姓名脱敏,将除第一个字之外的非空字符替换为*
       */
      export const privacyName: (name: string) => string;
      /**
       * @description 匹配中文字符和全角字符
       */
      export const chineseAndfullWidthChar: RegExp;
      /**
       * @description 匹配image标签里面的src属性,常用于将src的http去掉
       */
      export const imgSrc: RegExp;
      /**
       * @description 简单的匹配身份证号
       */
      export const simpleIdentityNo: RegExp;
      /**
       * @description 匹配中文名字
       */
      export const chineseName: RegExp;
      /**
       * @description 匹配正整数
       */
      export const positiveInteger: RegExp;
      /**
       * @description 匹配整数
       */
      export const integer: RegExp;
      /**
       * @description 匹配负整数
       */
      export const negativeInteger: RegExp;
      /**
       * @description 匹配非负整数
       */
      export const nonnegativeInteger: RegExp;
      /**
       * @description 匹配非正整数
       */
      export const nonPostiveInterger: RegExp;
      /**
       * @description 匹配正浮点数
       */
      export const postiveFloat: RegExp;
      /**
       * @description 匹配负浮点数
       */
      export const negativeFloat: RegExp;
      /**
       * @description 匹配浮点数
       */
      export const float: RegExp;
      /**
       * @description 匹配非负浮点数
       */
      export const nonNegativeFloat: RegExp;
      /**
       * @description 匹配非正浮点数
       */
      export const nonPositiveFloat: RegExp;
      /**
       * @description 匹配英文26个字母
       */
      export const alphabat: RegExp;
      /**
       * @description 匹配大写的英文字母
       */
      export const upperAlpha: RegExp;
      /**
       * @description 匹配小写的英文字母
       */
      export const lowerAlpha: RegExp;
      /**
       * @description 匹配英文字母和数字加下划线
       */
      export const alphaNumWithUnderline: RegExp;
      /**
       * @description 匹配双字节字符
       */
      export const DBC: RegExp;
      /**
       * @description 匹配空行
       */
      export const emptyLine: RegExp;
      /**
       * @description 匹配首部或者尾部有空白字符的字符串
       */
      export const emptyCharInStartAndEnd: RegExp;
      /**
       * @description 匹配中文字符
       */
      export const chinese: RegExp;
      /**
       * @description 匹配邮箱
       */
      export const email: RegExp;
      /**
       * @description 匹配url
       */
      export const url: RegExp;
      /**
       * @description 匹配ip地址
       */
      export const ip: RegExp;
      /**
       * @description 匹配电话座机
       */
      export const telPhone: RegExp;
      /**
       * @description 匹配邮政编码
       */
      export const postalCode: RegExp;
    }
    export namespace AwesomeHelp {
      /**
       * @description 根据对象的某些字段的值对数组对象进行分类
       * @param list 需要分类的数组对象(必须是一个数组)
       * @param fields 需要分类的字段(必须传递一个函数, 支持多个字段)
       */
      export function groupBySomeFields<T>(list: T[], fields: (item: T) => any[]): T[][]
      /**
       * @description 对Date的扩展,将 Date 转化为指定格式的String
       * @param date 需要转换格式的日期
       * @param format 日期转换的最后格式,比如YYYY-MM-DD
       */
      export function convertDate(date: Date, format: string): string
      /**
       * @description 浮点数相加
       */
      export function addFloat(arg1: number, arg2: number): number
       /**
       * @description 浮点数相减
       */
      export function minusFloat(arg1: number, arg2: number): number
         /**
       * @description 浮点数相除
       */
      export function divFloat(arg1: number, arg2: number): number
         /**
       * @description 浮点数相乘
       */
      export function timesFloat(arg1: number, arg2: number): number
    
      export function makeDeferred(): Deferred
    
      /**
       * @description 判断是否是生成器
       */
      export function isGenerator(obj: any): boolean
    
      /**
       * @description 判断是否是生成器函数
       */
      export function isGeneratorFunction(obj: any): boolean
    
      /**
       * @description 判断是否是Promise
       */
      export function isPromise(obj: any): boolean
      /**
       * @description 千分法计数
       */
      export function toThousands(num: number): string
    
      /**
       * 隐藏所有的数字位除了指定的某一位,比如需要转换100000的所有0为?,那么就要这样调用hiddenNumberExpectSpecified(100000, 0, '?') => 1?????
       * @param num 需要操作的数字
       * @param expected 不想被隐藏的位数,从左边最高index开始算起,默认是最高位也就是0
       * @param hiddenStr 希望隐藏的数字转换成哪个字符,默认是?
       */
      export function hiddenNumberExpectSpecified(num: number, expected: number, hiddenStr: string): string
    
      /**
       * 将所有的敏感词汇组成一个嵌套的Map结构,使用的是DFA数据结构算法
       * @param sensitiveWordList
       */
      export function makeSensitiveMap(sensitiveWordList: string[]): wordMap
    
      /**
       * 检查搜寻的文本是否含有敏感词汇
       * @param txt 需要查找敏感词的文本
       * @param sensitiveWordsMap 敏感词汇的Map结构,允许自定义,如果自定义需要使用上面的函数makeSensitiveMap去生成,如果没有传,默认使用自带的敏感词库
       * @param isQuickSearch 是否需要快速查询,默认是false,如果是的话查找到值是返回true,反之是false
       */
      export function checkSensitiveWord(
        txt: string,
        isQuickSearch?: null,
        sensitiveWordsMap?: wordMap): Map<string, { location: number}[] >
      export function checkSensitiveWord(
        txt: string,
        isQuickSearch: boolean,
        sensitiveWordsMap?: wordMap): boolean
    }
    
    export namespace AwesomeMath {
      export class Region {
        constructor(points: number[][])
      /**
       * @description 计算多边形的中间点的坐标(经纬度)
       */
        public centroid: () => { x: number, y: number}
      /**
       * @description 简单的匹配身份证号
       */
        private area: () => number
      }
      /**
       * @description 计算两点之间的直线距离
       * @param {number} lng1 起点纬度
       * @param {number} lat1 起点纬度
       * @param {number} lng2 终点纬度
       * @param {number} lat2 终点纬度
       * @returns {number} 两点之间的直线距离,单位:米
       */
      export function getDistance(lng1: number, lat1: number, lng2: number, lat2: number): number
    
      /**
       * 转换经度或者纬度为地图可识别的格式
       * @param origin
       */
      export function decodeLatLng(origin: number): number
    
      /**
       *
       * @param origin 转换经度或者纬度为整数格式
       */
      export function encodeLatLng(origin : number): number
    }
    
    export namespace AwesomeHttp {
      /**
       * @description 更新url中query请求的某个参数,可以配合replaceState去更新浏览器的历史记录
       * @param baseUrl 需要更新的url
       * @param key 需要更新的key
       * @param value 更新的新值
       */
      export function updateQueryStringParam(baseUrl: string, key: string, value: any): string
      /**
       * @description 解析queryObject后组合一起追加到path后面
       */
      export function queryObject2String(path: string, queryObject: object): string
    }
    

    最后

    欢迎大家PR,添加更多函数,方便你我他我也会不断更新该工具库,欢迎watch

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