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【资料汇编】结巴中文分词官方文档和源码分析系列文章

2017-09-18 00:00 507 查看

结巴中文分词官方文档分析(1)

作者:白宁超

2016年11月23日16:49:36

摘要:结巴中文分词的特点如下:支持三种分词模式:(精确模式,试图将句子最精确地切开,适合文本分析;全模式,把句子中所有的可以成词的词语都扫描出来, 速度非常快,但是不能解决歧义;搜索引擎模式,在精确模式的基础上,对长词再次切分,提高召回率,适合用于搜索引擎分词。)、支持繁体分词、支持自定义词典、MIT 授权协议。本文系列文章一是对官方文档的介绍,文章二是引用收集网友对结巴分词源码的分析,文章三是对基本操作代码示例演示。(本文原创汇编而成,转载请标明出处结巴分词官方文档分析(1)

目录:

【结巴分词资料汇编】结巴中文分词官方文档分析(1)

【结巴分词资料汇编】结巴中文分词源码分析(2)

【结巴分词资料汇编】结巴中文分词基本操作(3)

1 结巴中文分词:基于Python的中文分词

1 特点

支持三种分词模式:

精确模式,试图将句子最精确地切开,适合文本分析;

全模式,把句子中所有的可以成词的词语都扫描出来, 速度非常快,但是不能解决歧义;

搜索引擎模式,在精确模式的基础上,对长词再次切分,提高召回率,适合用于搜索引擎分词。

支持繁体分词

支持自定义词典

MIT 授权协议

在线演示:http://jiebademo.ap01.aws.af.cm/

网站代码https://github.com/fxsjy/jiebademo

2 安装说明:代码对 Python 2/3 均兼容

全自动安装:
easy_install jieba
或者
pip install jieba
/
pip3 install jieba


半自动安装:先下载 http://pypi.python.org/pypi/jieba/解压后运行
python setup.py install


手动安装:将 jieba 目录放置于当前目录或者 site-packages 目录

通过
import jieba
来引用

算法:

基于前缀词典实现高效的词图扫描,生成句子中汉字所有可能成词情况所构成的有向无环图 (DAG)

采用了动态规划查找最大概率路径, 找出基于词频的最大切分组合

对于未登录词,采用了基于汉字成词能力的 HMM 模型,使用了 Viterbi 算法

3 主要功能

1. 分词:

jieba.cut
方法接受三个输入参数: 需要分词的字符串;cut_all 参数用来控制是否采用全模式;HMM 参数用来控制是否使用 HMM 模型

jieba.cut_for_search
方法接受两个参数:需要分词的字符串;是否使用 HMM 模型。该方法适合用于搜索引擎构建倒排索引的分词,粒度比较细

待分词的字符串可以是 unicode 或 UTF-8 字符串、GBK 字符串。注意:不建议直接输入 GBK 字符串,可能无法预料地错误解码成 UTF-8

jieba.cut
以及
jieba.cut_for_search
返回的结构都是一个可迭代的 generator,可以使用 for 循环来获得分词后得到的每一个词语(unicode)

jieba.lcut
以及
jieba.lcut_for_search
直接返回 list

jieba.Tokenizer(dictionary=DEFAULT_DICT)
新建自定义分词器,可用于同时使用不同词典。
jieba.dt
为默认分词器,所有全局分词相关函数都是该分词器的映射。

代码示例

# encoding=utf-8
import jieba

seg_list = jieba.cut("我来到北京清华大学", cut_all=True)
print("Full Mode: " + "/ ".join(seg_list))  # 全模式

seg_list = jieba.cut("我来到北京清华大学", cut_all=False)
print("Default Mode: " + "/ ".join(seg_list))  # 精确模式

seg_list = jieba.cut("他来到了网易杭研大厦")  # 默认是精确模式
print(", ".join(seg_list))

seg_list = jieba.cut_for_search("小明硕士毕业于中国科学院计算所,后在日本京都大学深造")  # 搜索引擎模式
print(", ".join(seg_list))


输出:

【全模式】: 我/ 来到/ 北京/ 清华/ 清华大学/ 华大/ 大学

【精确模式】: 我/ 来到/ 北京/ 清华大学

【新词识别】:他, 来到, 了, 网易, 杭研, 大厦    (此处,“杭研”并没有在词典中,但是也被Viterbi算法识别出来了)

【搜索引擎模式】: 小明, 硕士, 毕业, 于, 中国, 科学, 学院, 科学院, 中国科学院, 计算, 计算所, 后, 在, 日本, 京都, 大学, 日本京都大学, 深造


2. 添加自定义词典

载入词典:

开发者可以指定自己自定义的词典,以便包含 jieba 词库里没有的词。虽然 jieba 有新词识别能力,但是自行添加新词可以保证更高的正确率

用法: jieba.load_userdict(file_name) # file_name 为文件类对象或自定义词典的路径

词典格式和
dict.txt
一样,一个词占一行;每一行分三部分:词语、词频(可省略)、词性(可省略),用空格隔开,顺序不可颠倒。
file_name
若为路径或二进制方式打开的文件,则文件必须为 UTF-8 编码。

词频省略时使用自动计算的能保证分出该词的词频。

例如:

创新办 3 i
云计算 5
凱特琳 nz
台中

[/code]

更改分词器(默认为
jieba.dt
)的
tmp_dir
cache_file
属性,可分别指定缓存文件所在的文件夹及其文件名,用于受限的文件系统。

范例:

自定义词典:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/userdict.txt

用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/test_userdict.py

之前: 李小福 / 是 / 创新 / 办 / 主任 / 也 / 是 / 云 / 计算 / 方面 / 的 / 专家 /

加载自定义词库后: 李小福 / 是 / 创新办 / 主任 / 也 / 是 / 云计算 / 方面 / 的 / 专家 /

自定义词典

云计算 5
李小福 2 nr
创新办 3 i
easy_install 3 eng
好用 300
韩玉赏鉴 3 nz
八一双鹿 3 nz
台中
凱特琳 nz
Edu Trust认证 2000


用法示例:

#encoding=utf-8
from __future__ import print_function, unicode_literals
import sys
sys.path.append("../")
import jieba
jieba.load_userdict("userdict.txt")
import jieba.posseg as pseg

jieba.add_word('石墨烯')
jieba.add_word('凱特琳')
jieba.del_word('自定义词')

test_sent = (
"李小福是创新办主任也是云计算方面的专家; 什么是八一双鹿\n"
"例如我输入一个带“韩玉赏鉴”的标题,在自定义词库中也增加了此词为N类\n"
"「台中」正確應該不會被切開。mac上可分出「石墨烯」;此時又可以分出來凱特琳了。"
)
words = jieba.cut(test_sent)
print('/'.join(words))

print("="*40)

result = pseg.cut(test_sent)

for w in result:
print(w.word, "/", w.flag, ", ", end=' ')

print("\n" + "="*40)

terms = jieba.cut('easy_install is great')
print('/'.join(terms))
terms = jieba.cut('python 的正则表达式是好用的')
print('/'.join(terms))

print("="*40)
# test frequency tune
testlist = [
('今天天气不错', ('今天', '天气')),
('如果放到post中将出错。', ('中', '将')),
('我们中出了一个叛徒', ('中', '出')),
]

for sent, seg in testlist:
print('/'.join(jieba.cut(sent, HMM=False)))
word = ''.join(seg)
print('%s Before: %s, After: %s' % (word, jieba.get_FREQ(word), jieba.suggest_freq(seg, True)))
print('/'.join(jieba.cut(sent, HMM=False)))
print("-"*40)


调整词典:

使用
add_word(word, freq=None, tag=None)
del_word(word)
可在程序中动态修改词典。

使用
suggest_freq(segment, tune=True)
可调节单个词语的词频,使其能(或不能)被分出来。

注意:自动计算的词频在使用 HMM 新词发现功能时可能无效。

代码示例:

>>> print('/'.join(jieba.cut('如果放到post中将出错。', HMM=False)))
如果/放到/post/中将/出错/。
>>> jieba.suggest_freq(('中', '将'), True)
494
>>> print('/'.join(jieba.cut('如果放到post中将出错。', HMM=False)))
如果/放到/post/中/将/出错/。
>>> print('/'.join(jieba.cut('「台中」正确应该不会被切开', HMM=False)))
「/台/中/」/正确/应该/不会/被/切开
>>> jieba.suggest_freq('台中', True)
69
>>> print('/'.join(jieba.cut('「台中」正确应该不会被切开', HMM=False)))
「/台中/」/正确/应该/不会/被/切开


"通过用户自定义词典来增强歧义纠错能力" --- https://github.com/fxsjy/jieba/issues/14



3. 关键词提取

基于 TF-IDF 算法的关键词抽取:

import jieba.analyse


jieba.analyse.extract_tags(sentence, topK=20, withWeight=False, allowPOS=())

sentence 为待提取的文本

topK 为返回几个 TF/IDF 权重最大的关键词,默认值为 20

withWeight 为是否一并返回关键词权重值,默认值为 False

allowPOS 仅包括指定词性的词,默认值为空,即不筛选

jieba.analyse.TFIDF(idf_path=None) 新建 TFIDF 实例,idf_path 为 IDF 频率文件

代码示例 (关键词提取)https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/extract_tags.py

import sys
sys.path.append('../')

import jieba
import jieba.analyse
from optparse import OptionParser

USAGE = "usage:    python extract_tags.py [file name] -k [top k]"

parser = OptionParser(USAGE)
parser.add_option("-k", dest="topK")
opt, args = parser.parse_args()

if len(args) < 1:
print(USAGE)
sys.exit(1)

file_name = args[0]

if opt.topK is None:
topK = 10
else:
topK = int(opt.topK)

content = open(file_name, 'rb').read()

tags = jieba.analyse.extract_tags(content, topK=topK)

print(",".join(tags))


关键词提取所使用逆向文件频率(IDF)文本语料库可以切换成自定义语料库的路径

用法: jieba.analyse.set_idf_path(file_name) # file_name为自定义语料库的路径

自定义语料库示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/extra_dict/idf.txt.big

用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/extract_tags_idfpath.py

import sys
sys.path.append('../')

import jieba
import jieba.analyse
from optparse import OptionParser

USAGE = "usage:    python extract_tags_idfpath.py [file name] -k [top k]"

parser = OptionParser(USAGE)
parser.add_option("-k", dest="topK")
opt, args = parser.parse_args()

if len(args) < 1:
print(USAGE)
sys.exit(1)

file_name = args[0]

if opt.topK is None:
topK = 10
else:
topK = int(opt.topK)

content = open(file_name, 'rb').read()

jieba.analyse.set_idf_path("../extra_dict/idf.txt.big");

tags = jieba.analyse.extract_tags(content, topK=topK)

print(",".join(tags))


关键词提取所使用停止词(Stop Words)文本语料库可以切换成自定义语料库的路径

用法: jieba.analyse.set_stop_words(file_name) # file_name为自定义语料库的路径

自定义语料库示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/extra_dict/stop_words.txt

用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/extract_tags_stop_words.py

import sys
sys.path.append('../')

import jieba
import jieba.analyse
from optparse import OptionParser

USAGE = "usage:    python extract_tags_stop_words.py [file name] -k [top k]"

parser = OptionParser(USAGE)
parser.add_option("-k", dest="topK")
opt, args = parser.parse_args()

if len(args) < 1:
print(USAGE)
sys.exit(1)

file_name = args[0]

if opt.topK is None:
topK = 10
else:
topK = int(opt.topK)

content = open(file_name, 'rb').read()

jieba.analyse.set_stop_words("../extra_dict/stop_words.txt")
jieba.analyse.set_idf_path("../extra_dict/idf.txt.big");

tags = jieba.analyse.extract_tags(content, topK=topK)

print(",".join(tags))


关键词一并返回关键词权重值示例

用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/extract_tags_with_weight.py

基于 TextRank 算法的关键词抽取

jieba.analyse.textrank(sentence, topK=20, withWeight=False, allowPOS=('ns', 'n', 'vn', 'v')) 直接使用,接口相同,注意默认过滤词性。

jieba.analyse.TextRank() 新建自定义 TextRank 实例

算法论文: TextRank: Bringing Order into Texts

基本思想:

将待抽取关键词的文本进行分词

以固定窗口大小(默认为5,通过span属性调整),词之间的共现关系,构建图

计算图中节点的PageRank,注意是无向带权图

使用示例:见 test/demo.py

4. 词性标注

jieba.posseg.POSTokenizer(tokenizer=None)
新建自定义分词器,
tokenizer
参数可指定内部使用的
jieba.Tokenizer
分词器。
jieba.posseg.dt
为默认词性标注分词器。

标注句子分词后每个词的词性,采用和 ictclas 兼容的标记法。

用法示例

>>> import jieba.posseg as pseg
>>> words = pseg.cut("我爱北京天安门")
>>> for word, flag in words:
...    print('%s %s' % (word, flag))
...
我 r
爱 v
北京 ns
天安门 ns


5. 并行分词

原理:将目标文本按行分隔后,把各行文本分配到多个 Python 进程并行分词,然后归并结果,从而获得分词速度的可观提升

基于 python 自带的 multiprocessing 模块,目前暂不支持 Windows

用法:

jieba.enable_parallel(4)
# 开启并行分词模式,参数为并行进程数

jieba.disable_parallel()
# 关闭并行分词模式

例子:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/parallel/test_file.py

实验结果:在 4 核 3.4GHz Linux 机器上,对金庸全集进行精确分词,获得了 1MB/s 的速度,是单进程版的 3.3 倍。

注意:并行分词仅支持默认分词器
jieba.dt
jieba.posseg.dt


6. Tokenize:返回词语在原文的起止位置

注意,输入参数只接受 unicode

默认模式

result = jieba.tokenize(u'永和服装饰品有限公司')
for tk in result:
print("word %s\t\t start: %d \t\t end:%d" % (tk[0],tk[1],tk[2]))
word 永和                start: 0                end:2
word 服装                start: 2                end:4
word 饰品                start: 4                end:6
word 有限公司            start: 6                end:10


搜索模式

result = jieba.tokenize(u'永和服装饰品有限公司', mode='search')
for tk in result:
print("word %s\t\t start: %d \t\t end:%d" % (tk[0],tk[1],tk[2]))
word 永和                start: 0                end:2
word 服装                start: 2                end:4
word 饰品                start: 4                end:6
word 有限                start: 6                end:8
word 公司                start: 8                end:10
word 有限公司            start: 6                end:10


7. ChineseAnalyzer for Whoosh 搜索引擎

引用:
from jieba.analyse import ChineseAnalyzer


用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/test_whoosh.py

# -*- coding: UTF-8 -*-
from __future__ import unicode_literals
import sys,os
sys.path.append("../")
from whoosh.index import create_in,open_dir
from whoosh.fields import *
from whoosh.qparser import QueryParser

from jieba.analyse import ChineseAnalyzer

analyzer = ChineseAnalyzer()

schema = Schema(title=TEXT(stored=True), path=ID(stored=True), content=TEXT(stored=True, analyzer=analyzer))
if not os.path.exists("tmp"):
os.mkdir("tmp")

ix = create_in("tmp", schema) # for create new index
#ix = open_dir("tmp") # for read only
writer = ix.writer()

writer.add_document(
title="document1",
path="/a",
content="This is the first document we’ve added!"
)

writer.add_document(
title="document2",
path="/b",
content="The second one 你 中文测试中文 is even more interesting! 吃水果"
)

writer.add_document(
title="document3",
path="/c",
content="买水果然后来世博园。"
)

writer.add_document(
title="document4",
path="/c",
content="工信处女干事每月经过下属科室都要亲口交代24口交换机等技术性器件的安装工作"
)

writer.add_document(
title="document4",
path="/c",
content="咱俩交换一下吧。"
)

writer.commit()
searcher = ix.searcher()
parser = QueryParser("content", schema=ix.schema)

for keyword in ("水果世博园","你","first","中文","交换机","交换"):
print("result of ",keyword)
q = parser.parse(keyword)
results = searcher.search(q)
for hit in results:
print(hit.highlights("content"))
print("="*10)

for t in analyzer("我的好朋友是李明;我爱北京天安门;IBM和Microsoft; I have a dream. this is intetesting and interested me a lot"):
print(t.text)


8. 命令行分词

使用示例:
python -m jieba news.txt > cut_result.txt


命令行选项(翻译):

使用: python -m jieba [options] filename

结巴命令行界面。

固定参数:
filename              输入文件

可选参数:
-h, --help            显示此帮助信息并退出
-d [DELIM], --delimiter [DELIM]
使用 DELIM 分隔词语,而不是用默认的' / '。
若不指定 DELIM,则使用一个空格分隔。
-p [DELIM], --pos [DELIM]
启用词性标注;如果指定 DELIM,词语和词性之间
用它分隔,否则用 _ 分隔
-D DICT, --dict DICT  使用 DICT 代替默认词典
-u USER_DICT, --user-dict USER_DICT
使用 USER_DICT 作为附加词典,与默认词典或自定义词典配合使用
-a, --cut-all         全模式分词(不支持词性标注)
-n, --no-hmm          不使用隐含马尔可夫模型
-q, --quiet           不输出载入信息到 STDERR
-V, --version         显示版本信息并退出

如果没有指定文件名,则使用标准输入。


--help
选项输出:

$> python -m jieba --help
Jieba command line interface.

positional arguments:
filename              input file

optional arguments:
-h, --help            show this help message and exit
-d [DELIM], --delimiter [DELIM]
use DELIM instead of ' / ' for word delimiter; or a
space if it is used without DELIM
-p [DELIM], --pos [DELIM]
enable POS tagging; if DELIM is specified, use DELIM
instead of '_' for POS delimiter
-D DICT, --dict DICT  use DICT as dictionary
-u USER_DICT, --user-dict USER_DICT
use USER_DICT together with the default dictionary or
DICT (if specified)
-a, --cut-all         full pattern cutting (ignored with POS tagging)
-n, --no-hmm          don't use the Hidden Markov Model
-q, --quiet           don't print loading messages to stderr
-V, --version         show program's version number and exit

If no filename specified, use STDIN instead.


延迟加载机制

jieba 采用延迟加载,
import jieba
jieba.Tokenizer()
不会立即触发词典的加载,一旦有必要才开始加载词典构建前缀字典。如果你想手工初始 jieba,也可以手动初始化。

import jieba
jieba.initialize()  # 手动初始化(可选)


在 0.28 之前的版本是不能指定主词典的路径的,有了延迟加载机制后,你可以改变主词典的路径:

jieba.set_dictionary('data/dict.txt.big')

例子: https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/test_change_dictpath.py

其他词典

占用内存较小的词典文件 https://github.com/fxsjy/jieba/raw/master/extra_dict/dict.txt.small

支持繁体分词更好的词典文件 https://github.com/fxsjy/jieba/raw/master/extra_dict/dict.txt.big

下载你所需要的词典,然后覆盖 jieba/dict.txt 即可;或者用
jieba.set_dictionary('data/dict.txt.big')


2 其他语言实现

结巴分词 Java 版本

作者:piaolingxue 地址:https://github.com/huaban/jieba-analysis

结巴分词 C++ 版本

作者:yanyiwu 地址:https://github.com/yanyiwu/cppjieba

结巴分词 Node.js 版本

作者:yanyiwu 地址:https://github.com/yanyiwu/nodejieba

结巴分词 Erlang 版本

作者:falood 地址:https://github.com/falood/exjieba

结巴分词 R 版本

作者:qinwf 地址:https://github.com/qinwf/jiebaR

结巴分词 iOS 版本

作者:yanyiwu 地址:https://github.com/yanyiwu/iosjieba

结巴分词 PHP 版本

作者:fukuball 地址:https://github.com/fukuball/jieba-php

结巴分词 .NET(C#) 版本

作者:anderscui 地址:https://github.com/anderscui/jieba.NET/

结巴分词 Go 版本

作者: wangbin 地址: https://github.com/wangbin/jiebago

作者: yanyiwu 地址: https://github.com/yanyiwu/gojieba

3 系统集成

Solr: https://github.com/sing1ee/jieba-solr

分词速度

1.5 MB / Second in Full Mode

400 KB / Second in Default Mode

测试环境: Intel(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.4GHz;《围城》.txt

4 常见问题

1. 模型的数据是如何生成的?

详见: https://github.com/fxsjy/jieba/issues/7

2. “台中”总是被切成“台 中”?(以及类似情况)

P(台中) < P(台)×P(中),“台中”词频不够导致其成词概率较低

解决方法:强制调高词频

jieba.add_word('台中')
或者
jieba.suggest_freq('台中', True)


3. “今天天气 不错”应该被切成“今天 天气 不错”?(以及类似情况)

解决方法:强制调低词频

jieba.suggest_freq(('今天', '天气'), True)


或者直接删除该词
jieba.del_word('今天天气')


4. 切出了词典中没有的词语,效果不理想?

解决方法:关闭新词发现

jieba.cut('丰田太省了', HMM=False)
jieba.cut('我们中出了一个叛徒', HMM=False)


更多问题请点击https://github.com/fxsjy/jieba/issues?sort=updated&state=closed

修订历史https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/Changelog

4 参考文献:

中文分词之HMM模型详解

HMM相关文章

结巴分词GitHub源码

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