敏感词检测-DFA算法笔记及实现

引子

　　敏感词检测，这个是很多文字类服务都要遇到的问题，最近项目上接触到，特此调研梳理下这部分的内容。比如当我们输入一些包含暴力或者色情的文本，系统会阻止信息提交。敏感词过滤就是检查用户输入的内容有没有敏感词。OK，让我们开始吧。

一、算法原理简介

　　一般敏感词检测之后有两个处理策略。（1）直接阻止信息保存，接口返回错误信息（2）允许信息保存，但是会把敏感词替换为***。不管是哪种策略，首先都得找到是否包含敏感词，这个判断一般是在服务端完成的。要判断用户输入有无敏感词，就需要有个敏感词库。例如，现在敏感词库中有两个敏感词：“abcd”和“cdef”。最容易想到的方法是遍历敏感词库，依次判断输入内容是否有“abcd”和“cdef”。这种方法是可靠的，但是真实的敏感词库里存放的敏感词是非常多的，如果遍历敏感词库的性能较低，而且大部分情况下用户输入的内容都是不包含敏感词的，大部分情况下遇到的都是算法计算量大的情况，那么就需要找到一种高效的敏感词检测方法。经过调研，发现DFA算法可以做到。

DFA全称为：Deterministic Finite Automaton，即确定有穷自动机。其特征为：有一个有限状态集合和一些从一个状态通向另一个状态的边，每条边上标记有一个符号，其中一个状态是初态，某些状态是终态。但不同于不确定的有限自动机，DFA中不会有从同一状态出发的两条边标志有相同的符号。敏感词过滤很适合用DFA算法，用户每次输入都是状态的切换，如果出现敏感词，即是终态，就可以结束判断。我们把数组形式的敏感词整理为一个树状结构，准确的说是一个森林。

 

　　这样，就把查找敏感词就变成了一个查找路径的问题，如果用户输入的内容中包含一个从根节点到叶子节点的完整路径，就说明包含敏感词。算法实现逻辑是循环用户输入的字符串，依次查找每个字符是否出现在树的节点上，比如用户输入“打倒日本人”，从第一个字开始判断，“打”不在树的根节点上，进入下一步，“倒”也不在根节点上，进入下一步，“日”出现在了根节点上，这时状态切换，下一步的查找范围变为“日”的子节点；“本”出现在子节点中，状态再次切换为“本”的子节点，“人”出现在子节点中，并且为叶子节点，所以包含敏感词。

二、部分代码

class SensitiveWords():
    def __init__(self, model_file,resp_json):
        with open(model_file,'rb') as f:
            self.keywords = [x.decode('utf8').strip() for x in f.readlines()]
        # print("self.keywords=", self.keywords)
        self.dfa =  DFA(self.keywords)

    def __call__(self, message):
        text = message["datas"][0]
        # print("message=", message)
        res = []
        for start_index, end_index in self.dfa.search(text):
            res.append([start_index, end_index])
        return res