simhash的中文实现(python)

最近工作上需要处理文本相似度的问题,一共5万多个文档;
第一步,是先是要进行颗粒度较粗的,发现基本相似的文档,进行基本的 “聚类”;
第二步,针对相似的文档,然后进行详细的比较;

经过调研,发现google的simhash是在颗粒度较粗的方面,进行文本相似度比较的较好的方案;

一. 何为simhash

关于什么是simhash,网上学院派的介绍还是很多的,核心思想就是,对文本进行分词,并统计词频(相当于权重),然后,进行对每个词进行hash操作,并将结果按二进制位乘以权重;然后将所有结果,按位相加,统计出文本的“指纹”。
此处以一个例子进行介绍更为形象:

  1. 假设,需要进行simhash的文本为:“我很想要打游戏,但是女朋友会生气!”
  2. 首先,就是对文本进行分词操作,使用结巴分词的全分词模式,结果为:['我', '很', '想要', '打游戏', '游戏', '但是', '女朋友', '朋友', '会生', '生气']
  3. 然后,进行词频统计,得到:{'会生': 1, '但是': 1, '女朋友': 1, '很': 1, '想要': 1, '我': 1, '打游戏': 1, '朋友': 1, '游戏': 1, '生气': 1};
  4. 然后,对以上每个词进行 HASH操作,比如md5,比如,'会生'的md5是 f3ab426bf0c05aa49cd0903c31adcb38,然后,以二进制位的方式,进行处理,如果 bit == 1,则 为 1x1;如果,bit == 0,则 为-1x1;
  5. 计算完,每一个词之后,将所有的结果按位相加,并生成唯一的HASH,结果为:1459185014329402212

二. python上的实现

首先,python是有现成的simhash的包的,包名,就是这个名字;
直接执行pip install simhash即可;
刚开始看,这是针对英文的,所以,想去搜搜有没有中文方面现成的,找了找没有,于是就去看看simhash的源码,看看对中文的支持如何;

结果:simhash“表面”上对中文的支持不好,是因为它的中文分词是完全一个个字的分解;

但是,这完全不影响对simhash包的使用,simhash支持分词完的列表作为输入数据,所以,完全可以使用jieba分词之后,在使用simhash进行计算;

PS:可以看看simhash的实现代码,很简洁

三. 例子

例子就很简单了:

import jieba
from simhash import Simhash

words1 = jieba.lcut('我很想要打游戏,但是女朋友会生气!', cut_all=True)
words2 = jieba.lcut('我很想要打游戏,但是女朋友非常生气!', cut_all=True)

print(Simhash(words1).distance(Simhash(words2))) 

#输出:6,因为短文本使用simhash的话,文字稍微有些改动,还是挺明显的,大家可以用长文本尝试

四. simhash的核心源码

# 说明:self.f 为simhash的长度;
#            self.value 为当前实例的simhash值;
#            self.hashfunc 为计算hash的函数,默认是md5;

# 计算文本的hash值
def build_by_features(self, features): 
    """
    `features` might be a list of unweighted tokens (a weight of 1
                will be assumed), a list of (token, weight) tuples or
                a token -> weight dict.
    """
    v = [0] * self.f
    masks = [1 << i for i in range(self.f)]  #生成从1位到f位的mashs值,用于每个位的匹配操作
    if isinstance(features, dict):
        features = features.items()
    # h是计算的hash值, w是权重(词频)
    for f in features:
        if isinstance(f, basestring):
            h = self.hashfunc(f.encode('utf-8'))
            w = 1
        else:
            assert isinstance(f, collections.Iterable)
            h = self.hashfunc(f[0].encode('utf-8'))
            w = f[1]
        for i in range(self.f):
            v[i] += w if h & masks[i] else -w  # 位操作,位值为1,则为w,位值为0,则为-w;
    ans = 0
    for i in range(self.f):
        if v[i] > 0:
            ans |= masks[i]  # 合并所有计算结果
    self.value = ans

# 计算两个hash值得距离
def distance(self, another):
    assert self.f == another.f
    x = (self.value ^ another.value) & ((1 << self.f) - 1)
    ans = 0
    while x:
        ans += 1
        x &= x - 1
    return ans
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