在文本库中查询与检索关键词最相关的 k 个文本(例如 k=5),并根据文本与检索关键词的相关度,对这 k文本进行排序,将排序后的结果返回给用户。 利用 TF-IDF 模型,为文本库中的文本创建索引(如倒排索引),用户输入的关键词可以是一个或多个;对于返回的结果文本,需同时显示各检索关键词在结果文本中的出现频度信息,系统内支持返回结果文本的查看,支持文本库的动态装载和处理;支持停用词的管理和维护,停用词是指在没有检索价值的单词,整个过程用C++语言实现完整代码

时间: 2023-12-14 11:40:22 浏览: 46
以下是基于TF-IDF模型实现文本检索的C++代码示例: ```c++ #include <iostream> #include <fstream> #include <sstream> #include <vector> #include <unordered_map> #include <algorithm> #include <cmath> #include <string> #include <cstring> using namespace std; // 定义一个结构体,用于存储文档信息 struct Document { int id; // 文档ID string content; // 文档内容 unordered_map<string, int> tf; // 存储该文档中各词的词频 unordered_map<string, double> tf_idf; // 存储该文档中各词的TF-IDF值 }; // 定义一个结构体,用于存储查询结果 struct SearchResult { int id; // 文档ID double score; // 相似度得分 unordered_map<string, int> tf; // 存储该文档中各查询关键词的词频 }; // 定义一个类,用于实现文本检索 class TextSearch { public: TextSearch() {} // 从文件中读取文档并处理 void loadDocuments(string filename) { ifstream infile(filename); // 打开文件 string line, word; int id = 0; while (getline(infile, line)) { // 逐行读取 if (line.empty()) continue; // 遇到空行跳过 Document doc; doc.id = id++; // 记录文档ID doc.content = line; // 记录文档内容 stringstream ss(line); while (ss >> word) { // 逐词处理 if (stopwords_.count(word)) continue; // 如果该词为停用词,则跳过 ++doc.tf[word]; // 统计该词出现次数 ++df_[word]; // 统计包含该词的文档数 } docs_.emplace_back(doc); // 将处理好的文档存入向量中 } infile.close(); // 关闭文件 computeIDF(); // 计算IDF值 computeTFIDF(); // 计算TF-IDF值 } // 设置停用词 void setStopWords(vector<string> stopwords) { for (auto& word : stopwords) { stopwords_.emplace(word); } } // 检索关键词 vector<SearchResult> search(vector<string> query, int k) { // 统计查询关键词的词频 unordered_map<string, int> query_tf; for (auto& word : query) { if (stopwords_.count(word)) continue; // 如果该词为停用词,则跳过 ++query_tf[word]; } // 计算查询关键词的TF-IDF值 unordered_map<string, double> query_tf_idf; double query_norm = 0.0; // 保存查询关键词的模长 for (auto& q : query_tf) { if (!df_.count(q.first)) continue; // 如果文本库中没有包含该词,则跳过 double tf_idf = (1.0 + log(q.second)) * idf_[q.first]; // 计算该词的TF-IDF值 query_tf_idf[q.first] = tf_idf; // 存储该词的TF-IDF值 query_norm += tf_idf * tf_idf; // 累加平方后的TF-IDF值 } query_norm = sqrt(query_norm); // 计算查询关键词的模长 // 计算相似度得分 vector<SearchResult> results; for (auto& doc : docs_) { SearchResult res; res.id = doc.id; double dot_product = 0.0; // 记录文档与查询关键词的点积 double doc_norm = 0.0; // 记录文档的模长 for (auto& q : query_tf_idf) { if (!doc.tf.count(q.first)) continue; // 如果该文档中没有包含该词,则跳过 dot_product += q.second * doc.tf_idf[q.first]; // 计算文档与查询关键词的点积 doc_norm += doc.tf_idf[q.first] * doc.tf_idf[q.first]; // 累加平方后的TF-IDF值 res.tf[q.first] = doc.tf[q.first]; // 记录文档中各查询关键词的词频 } doc_norm = sqrt(doc_norm); // 计算文档的模长 res.score = dot_product / (query_norm * doc_norm); // 计算相似度得分 if (res.score > 0.0) results.emplace_back(res); // 如果得分大于0,则将查询结果存入向量中 } // 对查询结果进行排序 sort(results.begin(), results.end(), [](const SearchResult& a, const SearchResult& b) { return a.score > b.score; }); // 返回前k个查询结果 if (results.size() > k) results.resize(k); return results; } private: vector<Document> docs_; // 存储文档信息的向量 unordered_map<string, int> df_; // 存储各词在文本库中出现的文档数 unordered_map<string, double> idf_; // 存储各词的IDF值 unordered_set<string> stopwords_; // 存储停用词 // 计算IDF值 void computeIDF() { for (auto& p : df_) { idf_[p.first] = log(docs_.size() * 1.0 / p.second); } } // 计算TF-IDF值 void computeTFIDF() { for (auto& doc : docs_) { double doc_norm = 0.0; // 保存文档的模长 for (auto& p : doc.tf) { if (!idf_.count(p.first)) continue; // 如果文本库中没有包含该词,则跳过 double tf_idf = (1.0 + log(p.second)) * idf_[p.first]; // 计算该词的TF-IDF值 doc.tf_idf[p.first] = tf_idf; // 存储该词的TF-IDF值 doc_norm += tf_idf * tf_idf; // 累加平方后的TF-IDF值 } doc_norm = sqrt(doc_norm); // 计算文档的模长 for (auto& p : doc.tf_idf) { p.second /= doc_norm; // 对每个TF-IDF值进行归一化 } } } }; int main() { TextSearch ts; ts.setStopWords({"the", "and", "a", "an", "of", "to", "in", "that", "it", "with", "for", "as", "on"}); ts.loadDocuments("documents.txt"); vector<string> query = {"apple", "pie"}; int k = 5; vector<SearchResult> results = ts.search(query, k); cout << "Results for query: "; for (auto& q : query) cout << q << " "; cout << endl; for (auto& res : results) { cout << "Document " << res.id << ", score: " << res.score << ", relevant terms: "; for (auto& tf : res.tf) { cout << tf.first << ": " << tf.second << " "; } cout << endl; } return 0; } ``` 在上述代码中,我们首先定义了一个`Document`结构体,用于存储文档信息;另外还定义了一个`SearchResult`结构体,用于存储查询结果。然后我们定义了一个`TextSearch`类,用于实现文本检索功能。在该类中,我们定义了一个`docs_`向量,用于存储文档信息;`df_`和`idf_`分别用于存储各词在文本库中出现的文档数和各词的IDF值;`stopwords_`用于存储停用词。在该类中,我们实现了以下几个方法: - `loadDocuments`:从文件中读取文档并处理。在该方法中,我们首先打开文件,然后逐行读取文件内容。对于每一行,我们首先创建一个`Document`对象,然后逐词处理该行的内容。如果该词为停用词,则跳过;否则,我们统计该词在该文档中出现的次数,并且统计包含该词的文档数。处理完毕后,我们将该文档存入`docs_`向量中。在处理完所有文档后,我们调用`computeIDF`方法计算各词的IDF值,然后调用`computeTFIDF`方法计算各文档中各词的TF-IDF值。 - `setStopWords`:设置停用词。在该方法中,我们将传入的停用词存入`stopwords_`中。 - `search`:检索关键词。在该方法中,我们首先统计查询关键词的词频,并计算查询关键词的TF-IDF值。然后,我们遍历所有文档,对于每个文档,我们计算文档与查询关键词的相似度得分,并将得分存入查询结果中。最后,我们对查询结果按得分进行排序,并返回前k个查询结果。 - `computeIDF`:计算IDF值。在该方法中,我们遍历所有词,计算各词在文本库中出现的文档数,并计算各词的IDF值,将结果存入`df_`和`idf_`中。 - `computeTFIDF`:计算TF-IDF值。在该方法中,我们遍历所有文档,对于每个文档,我们遍历该文档中出现的所有词,计算各词的TF-IDF值,并将结果存入`tf_idf`中。然后,我们计算该文档的模长,并对每个TF-IDF值进行归一化。 以上是基于TF-IDF模型实现文本检索的C++代码示例,希望能够对你有所帮助!

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