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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

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

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# 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
创新办 3 i
云计算 5
凱特琳 nz
台中

自定义词典：

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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：

调整词典：

  • 使用 add_word(word, freq=None, tag=None) 和 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：

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>>> 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

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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

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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

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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

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:

  1. 将待抽取关键词的文本进行分词
  2. 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
  3. 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
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>>> 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 和 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
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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
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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

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# -*- 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 和 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

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

  2. 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

3 系统集成

  1. 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：

  1. 中文分词之HMM模型详解
  2. HMM相关文章
  3. 结巴分词GitHub源码

 

posted @   伏草惟存  阅读(4250)  评论(0)  编辑  收藏  举报
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