Python实现列表匹配

Dear 丶 2022-05-23 13:23 292阅读 0赞

注：此为项目之前所作利用Python实现文档的分词及词频统计的后续工作，主要做推荐所用。该代码相比普适性不强，只是针对项目所需编写。下面是链接：python3.6实现文档词频统计 - CSDN博客

[https://blog.csdn.net/yanjiaxin1996/article/details/80629597][https_blog.csdn.net_yanjiaxin1996_article_details_80629597]

摘要：每个文章对应一个list，里面包含着\[文件名，分词1，分词2，。。。。，分词15\],。要进行文章的最佳匹配与推荐，思路是以15个分词作为特征，进行list与list之间的交集运算。我们认为交集元素数目最多的最匹配，一样多的情况下，分词的序号（例如分词1、分词3、分词10的1、3、10）代表着其重要性，计算他们的和，越小则优先级最高。

难点的详细解释放在代码后面。

环境：win10+pycharm2018.1+Python3.6

第三方库：无

输入：python3.6实现文档词频统计 - CSDN博客 最后生成的 分词结果汇总.txt

输入文件示例（不必一致，只是为了运行结果说明）：

PTA.docx,节点,题目,存储,输出,算法,做法,路径,循环,集合,时间,数据,元素,最小,数组,两个
    高级程序设计语言.docx,方法,对象,类型,变量,语句,数组,int,Java,执行,String,实例,数据,循环,声明,引用
    计算机组成原理复习纲要.docx,中断,方式,地址,CPU,周期,指令,程序,执行,设备,寄存器,寻址,DMA,数据,主存,接口
    离散数学合子童.docx,运算,关系,元素,系统,生成,代数,同态,函数,排列,单位,映射,盒子,原理,递推,an
    软件工程内部终版.docx,系统,测试,需求,设计,过程,开发,软件,功能,模型,描述,故障,活动,对象,关系,时间
    山软智库_计算机网络_1-41.txt,发送,数据,网络,协议,接收,传输,连接,信号,服务,智库,山软,地址,信道,TCP,主机
    数据库_可编辑.docx,属性,事务,关系,数据,索引,元组,记录,查询,连接,实体,函数,Ti,依赖,搜索,数据库
    智库内部编辑版_操作系统概念.docx,进程,系统,文件,内存,磁盘,线程,程序,调度,资源,用户,执行,访问,等待,时间,地址1
    面向对象开发技术(1).doc,对象,方法,public,继承,接口,模式,子类,定义,抽象,实例,void,类型,父类,属性,new
    数据结构复习纲要见解.doc,元素,节点,链表,数组,操作,插入,搜索,描述,路径,删除,二叉树,时间,排序,遍历,位置
    Alpha_1_操作系统概念_16-20.txt,进程,调度,程序,PCB,系统,CPU,状态,执行,内存,fork,创建,3.1,信息,上下文,切换
    Alpha_1_操作系统概念_61-70.txt,内存,页表,地址,进程,逻辑,空间,分配,分页,碎片,大小,偏移量,长度,寄存器,作业,吉鹏

代码：

fr = open("分词结果汇总.txt")
    data = []
    for line in fr:
        line = line.replace("\n", "")
        data.append(line.split(","))
    fr.close()
    
    #把标签list转化合并为string，并加在每篇文章的最后一列
    def list2String():
        for i in range(len(data)):
            string = ""
            for j in range(1,len(data)-1):
                string=string+data[i][j]
            data[i].append(string)
    
        print (data)
    
    #python 两个list 求交集，并集，差集 - CSDN博客  https://blog.csdn.net/bitcarmanlee/article/details/51622263
    #获取两个list的交集 返回值是list
    def intersection(listA,listB):
        #求交集的两种方式
        retA = [i for i in listA if i in listB]
        # retB = list(set(listA).intersection(set(listB)))
        return retA
    #获取两个list的并集 返回值是list
    def union(listA,listB):
        #求并集
        retC = list(set(listA).union(set(listB)))
        return retC
    #获取两个list的补集 返回值是list
    def complement(listA,listB):
        #求差集，在B中但不在A中
        retD = list(set(listB).difference(set(listA)))
        return retD
    
    #获取权重最小的序号index
    def getMinIndex(list):
        min=100
        if(len(list)==1):
            index=0
        else:
            for i in range(len(list)):
                if (list[i] < min):
                    min = list[i]
                    index = i
        return index
    
    #寻找与其最相似的文章
    def findSimilarity(singleDataAsList):
        # 生成包含匹配数目最多的文章的列表。如[[7, '进程', '内存'], [10, '进程', '内存']]
        allresult = [["初始值"]]
        max = -1
        for i in range(len(data)):
            if (data[i]!=singleDataAsList): #不能与自身比较
                a = data[i]
                intersectionResult = intersection(a,singleDataAsList)
                print (intersectionResult)
                if (len(intersectionResult) > max and len(intersectionResult) != 0):  # and len(intersectionResult)!=0
                    max = len(intersectionResult)
                    allresult.pop()
                    intersectionResult.insert(0, i)
                    allresult.append(intersectionResult)
                elif (len(intersectionResult) == max):
                    intersectionResult.insert(0, i)
                    allresult.append(intersectionResult)
    
        # 生成相应的列表的权重 如[5, 10]
        allweight = [0] * len(allresult)
        for i in range(len(allresult)):
            for j in range(1, len(allresult[i])):
                for k in range(len(data[allresult[i][0]])):
                    if (data[allresult[i][0]][k] == allresult[i][j]):
                        allweight[i] = allweight[i] + k
    
        print (allresult)
        print (allweight)
    
        minIndex = getMinIndex(allweight)
        title = data[allresult[minIndex][0]][0]
    
        print ("最匹配的文章是：" + title)
    
    b=data[-1]  #以最后一篇文章示例
    findSimilarity(b)

运行结果不生成文件，只打印信息，如图所示：

![70][]

因为我们是拿最后一篇文章来做例子的，最后一篇文章是截取的操作系统内存部分章节的内容。那么理应我们得到的最匹配的文字是操作系统的文档。结果证明与预想的符合，该推荐还是有一定意义的。

评价总结：

推荐效果：所做测试不是很多，但效果尚可接受，均与预想符合。

耗时：非常短，大约一秒就可完成。采用列表匹配后大大节省了时间。

重点解释：

1.为什么用列表匹配，而不用建立稀疏矩阵，计算cos等常规方法？

因为文档对于实际项目是未知的，所以无法确定的文档的分词会产生什么结果，所以无法建立一些预定的分词。其次由于分词的多样行，即使我们预先定义好一些同义词和近义词，仍然是一个巨大的分词库。这样势必会导致产生的文档\*分词的矩阵极其稀疏，当文档数目达到一定量时，运算耗时会成指数增长。考虑到时间因素，不得已放弃常规方法。

采用list匹配，优化的部分在于省去一些本不必要的计算，比如两篇文档的交集本就为0或者为1（代指很少），这种根本无需进行cos计算，因为根本不可能是最优结果。所以用list匹配先求出交集，在交集最多的几个候选集里再次计算。这样虽然比计算cos相似度在精确度方面有不足，但是大大节约了运算时间和资源，性价比较高。

2.如何进行列表匹配？

一开始想到的是最基础的设置几个for循环，但对于for循环要慎重考虑。毕竟当文档数目很多后，for循环是指数增长的罪魁祸首。后来查阅一些资料，在一篇博客里发现不错的解决方案。

python 两个list 求交集，并集，差集 - CSDN博客  [https://blog.csdn.net/bitcarmanlee/article/details/51622263][https_blog.csdn.net_bitcarmanlee_article_details_51622263]

里面提供了两种方法，选用其中一种即可。（代码注释里有解释，可看代码）

3.对于交集数目同样的文档怎么进一步划分？

首先要明确，有同样数目的交集，并不代表相似程度就一样。回过头来捋一捋，我们假定分词代表着文章的内容，词频越高代表性越强。我们的list里面也是按词频的大小排序的。所以有同样元素数目的交集，元素的代表性（词频）也是不一样的，这就是我们二次筛选的依据。即利用分词的序号（例如分词1、分词3、分词10的1、3、10）来模拟词频，模拟重要性。

![70 1][]

如上图所示，这三篇文章的分词的交集的重要度的和分别是13,5,10。前面的2,7,10是文章序号。数目越小，重要性越高。故第7篇文章最符合，根据前面的序号（7）匹配到文章名，输出最后的结果。

[https_blog.csdn.net_yanjiaxin1996_article_details_80629597]: https://blog.csdn.net/yanjiaxin1996/article/details/80629597
[70]: /images/20220523/d4866b56fb694e2889350ec9137bf3f4.png
[https_blog.csdn.net_bitcarmanlee_article_details_51622263]: https://blog.csdn.net/bitcarmanlee/article/details/51622263
[70 1]: /images/20220523/0bc71967bfdb4621863d52453b2ef22a.png