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Python 最大概率法進行漢語切分的方法

發(fā)布時間:2020-10-22 07:40:05 來源:腳本之家 閱讀:166 作者:qijingpei 欄目:開發(fā)技術

要求:

1 采用基于語言模型的最大概率法進行漢語切分。

2 切分算法中的語言模型可以采用n-gram語言模型,要求n >1,并至少采用一種平滑方法;

代碼:

廢話不說,代碼是最好的語言

import re
import math

MAX_SPLITLEN = 4#最大切分長度
corpus_lib = ''#corpus:語料


def init_corpus_lib(path): # 初始化語料庫
 global corpus_lib
 with open(path, 'r', encoding='utf-8', errors='ignore') as file:
  corpus_lib = str(file.readlines())


def get_candidate_words(sen):
 global MAX_SPLITLEN
 global corpus_lib
 candidate_words = []
 for sp in range(len(sen)):
  w = sen[sp]
  candidate_words.append([w, sp, sp]) # 有些字可能不在語料庫中,把它作為單個字加進去
  for mp in range(1, MAX_SPLITLEN): # 判斷1 ~ MAX_SPLITLEN-1這3種詞中是否有候選詞.
   if sp + mp < len(sen):
    w += sen[sp + mp]
    if w in corpus_lib:
     candidate_words.append([w, sp, sp + mp]) # 存儲詞,初始位置,結束位置
 print('候選詞有:%s' % candidate_words)
 return candidate_words


def segment_sentence(sen): # sen:sentence即要切分的句子
 global MAX_SPLITLEN
 global corpus_lib

 candidate_words = get_candidate_words(sen)
 count = 0
 for word in candidate_words:
  if count > 1000: # 為防止對長句子解析時間過長,放棄一部分精度追求效率
   break
  if word[1] == 0 and word[2] != len(sen) - 1: # 如果句子中開頭的部分,還沒有拼湊成整個詞序列的話
   no_whitespace_sen = ''.join(word[0].split())
   for word in candidate_words: # word比如:['今天', 1, 2],1是今在句子中的位置,2是天的位置
    if word[1] == 0 and word[2] != len(sen) - 1:
     end = word[2]
     for later_word in candidate_words:
      if later_word[1] == end + 1: # 如果later_word是當前詞的后續(xù)詞,那么拼接到當前詞上
       word_seq = [word[0] + ' ' + later_word[0], word[1], later_word[2]] # 合并
       candidate_words.append(word_seq)
       # print('拼出了新詞:%s' % word_seq)
       count += 1
     candidate_words.remove(word) # 遍歷完后,這個開頭部分短語要移除掉,不然下次遍歷還會對它做無用功
 print('所有結果詞序列有:%s' % candidate_words)

 word_segment_res_list = [] # 存儲分詞結果序列
 for seque in candidate_words:
  if seque[1] == 0 and seque[2] == len(sen) - 1:
   word_segment_res_list.append(seque[0])
 print('獲得的所有分詞結果是:')
 print(word_segment_res_list)
 return word_segment_res_list


# P(w1,w2,...,wn) = P(w1/start)P(w2/w1)P(w3/w2).....P(Wn/Wn-1)
# 下標從0開始: = P(w0/start)P(w1/w0)...P(Wn-1/Wn-2)
def calculate_word_sequence_probability(sequence):
 global corpus_lib
 word_list = sequence.split(' ')
 total_word_num = len(corpus_lib)
 prob_total = 0.0
 word_start = word_list[0]
 # 計算第一個詞出現的概率P(w1/start)=Count(w1)/total
 count = len(re.findall(r'\s' + word_start + r'\s', corpus_lib)) + 1 # 加1平滑
 prob_total += math.log(count / total_word_num)
 # 計算P(w2/w1)P(w3/w2).....P(Wn/Wn-1)
 for i in range(len(word_list) - 1): # 0~ n-2
  prev_w = word_list[i]
  later_w = word_list[i + 1]
  count = len(re.findall(r'\s' + prev_w + r'\s' + later_w + r'\s', corpus_lib))
  count += 1 # 做一次加1平滑
  prob_total += math.log(count / total_word_num)
 print('%s的概率是:' % sequence)
 print(prob_total)
 return prob_total


def calculate_biggest_prob(word_segm_res):
 best_w_s = ''
 max_prob = 0.0
 for w_s in word_segm_res: # 改進:先只計算詞的數目<=0.6 句子字數的,如果不行再計算全部的概率
  no_whitespace_sen = ''.join(w_s.split())
  zi_shu = len(no_whitespace_sen)
  if len(w_s.split(' ')) <= zi_shu * 0.6:
   prob = calculate_word_sequence_probability(w_s)
   if max_prob == 0 or max_prob < prob:
    best_w_s = w_s
    max_prob = prob
  if best_w_s == '': # 如果上面的0.6不行的話,再計算全部的概率
   prob = calculate_word_sequence_probability(w_s)
   if max_prob == 0 or max_prob < prob:
    best_w_s = w_s
    max_prob = prob
 print('最好的分詞結果(概率為%s)是 :%s' % (math.pow(math.e, max_prob), best_w_s))
 return best_w_s


def split_middle(sen_to_segment): # 從中間切分一下,返回中間切分的位置
 length = len(sen_to_segment)
 start = int(length / 2) - 2
 end = start + 5
 # 對中間的5個字進行切分,然后找第一個空格,按此把整個句子一分為二
 middle_part = sen_to_segment[start:end]
 best_segm_res = calculate_biggest_prob(segment_sentence(middle_part))
 return start + best_segm_res.index(' ') - 1


def split_mark_and_too_long_sent(sentences): # 按任意標點符號劃分句子,對每個短句進行分詞
 sen_list = sentences.splitlines()
 print(sen_list)

 out_text = ''
 for line in sen_list:
  sen_to_segment = '' #
  for single_char in line:
   if single_char.isalpha(): # isalpha()表示是否是單詞,如果是單詞的為True,標點符號等為False
    sen_to_segment += single_char
   elif not single_char.isalpha() and sen_to_segment == '': # 如果single_char是標點符號、數字,且前面沒有待分詞的句子
    out_text += single_char + ' '
    print(single_char)

   else: # 如果single_char是標點符號、數字,
    # 如果句子太長,先從中間切分一下
    if len(sen_to_segment) >= 20:
     middle = split_middle(sen_to_segment)
     left_half = sen_to_segment[0:middle + 1] # 左半部分
     best_segm_res = calculate_biggest_prob(segment_sentence(left_half))
     out_text += best_segm_res + ' '
     sen_to_segment = sen_to_segment[middle + 1:len(sen_to_segment)] # 右半部分交給后面幾行處理

    best_segm_res = calculate_biggest_prob(segment_sentence(sen_to_segment))
    print(single_char)
    sen_to_segment = ''
    out_text += best_segm_res + ' ' + single_char + ' ' # 標點兩側也用空格隔起來

  # 如果這行句子最后還有一些文字沒有切分的話
  if sen_to_segment != '':
   best_segm_res = calculate_biggest_prob(segment_sentence(sen_to_segment))
   out_text += best_segm_res + ' '
  out_text += '\n'

 with open('D:/1佩王的文件/計算語言學基礎/生成結果.txt','w') as file:
  file.write(out_text)
 print(out_text)


if __name__ == '__main__':
 path = 'D:/1佩王的文件/計算語言學基礎/北大(人民日報)語料庫199801.txt'
 init_corpus_lib(path)#初始化語料庫

 sentences = ''
 path = 'E:/study/1.研一的課/計算語言學基礎課件/testset.txt'#讀取要切分的文章
 with open(path, 'r', encoding='gbk', errors='ignore') as file:
  for line in file.readlines():
   sentences += line

 # 改進:先對句子按標點符號劃分成多個短句,然后對每個短句進行切分、計算概率
 split_mark_and_too_long_sent(sentences)

實現思路

1、處理語料庫

用的是人民日報語料庫,然后為了方便把屬性去掉了,只留下了詞。

2、讀要分詞的文本,按照標點符號、數字進行分割

按標點符號、數字進行分割,確保分割結果是只有漢字的句子。如果句子過長(>=20),則先對句子中間位置的5個字先切分一次,從5個字的切分結果的第一個空格處,把句子分成兩部分,再對每一部分分別切詞。標點符號、數字則按照原樣輸出。

3、找出所有候選詞

從一個句子中找出所有的候選詞。如每次取4個字,假設為abcd這四個字,得到:a\b\c\d\ab\bc\cd\abc\bcd\abcd,判斷它們每個是否在語料庫中,如果是的話則存為候選詞。并存儲下這個詞在句子中的開始位置和結束位置。

4、計算出一個句子所有的切分結果

所有的候選詞放到了一個python的list(即集合)中,遍歷所有開始位置為0但結結束位不為0的候選詞,按照詞的開始位置和結束位置進行拼湊,新拼湊出的元素會加入到這個list中。當一個詞和其他所有能拼湊的詞拼湊完后,從list中刪除這個詞。當遍歷結束后,集合中會有長度等于句子長度的元素,這些元素就是一個句子所有的切分結果。

4、使用2-gram模型計算出每種切分結果的概率,挑選出最大概率的句子切分結果

計算概率時使用條件概率,使用加一平滑。條件概率的公式為:P(w1,w2,…,wn) = P(w1/start)P(w2/w1)P(w3/w2)…..P(Wn/Wn-1),利用log把乘法變成加法:log P(w1,w2,…,wn) = log P(w1/start) + logP(w2/w1) + ….. + logP(Wn/Wn-1)

句子往往不是由很多個單字組成的,所以為了提高速度,我們先計算出切分后詞個數<= 0.6 * 句子字數的切分結果的概率,如果不為0則返回這個最大概率,如果為0的話,再計算 >= 0.6 的切分結果中的最大概率。

5、將擁有最大概率的句子切分結果存到文件中

以上這篇Python 最大概率法進行漢語切分的方法就是小編分享給大家的全部內容了,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持億速云。

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