用python实现SPIMI算法

SPIMI算法（单个磁盘多个索引）通常用于构建倒排索引，可以在一个包含大量文本文档的集合中进行单词搜索。SPIMI算法将大型文本集合分成多个块，每个块可以适合在内存中加载，并将通过单个磁盘文件进行索引。以下是使用Python实现SPIMI算法的基本步骤：

1.读取一个块的文档：
从磁盘读取文档并将其解析为单独的单词。
2.在内存中创建一个词典：
用于建立单词和文档ID的映射关系，例如：{"单词1": [文件ID1，文件ID2]，"单词2": [文件ID2，文件ID3]，…}。
3.将单词添加到词典中：
通过迭代每个单词并检查词典中是否已经存在该单词来更新词典。
4.将词典写入磁盘：
当内存中的词典达到一定大小时，将其写入磁盘中的单个文件中。
5.重复步骤1到步骤4，直到将所有文档处理完。
6.将所有磁盘文件合并：
一旦完成，可以通过将所有磁盘文件合并并去除重复词条来创建一个完整的词典。

下面是Python代码，实现SPIMI算法：

import re
import os
import json
from collections import defaultdict

doc_path = '[your document path]'
output_path = '[your output path]'
block_size = 50000
doc_counter = 0
block_counter = 0
dictionary = defaultdict(list)

def process_block(block_docs):
    global dictionary, output_path, block_counter
    inverted_index = defaultdict(list)
    for doc in block_docs:
        for word in doc.split():
            if word not in inverted_index:
                inverted_index[word] = [doc_counter]
            elif doc_counter not in inverted_index[word]:
                inverted_index[word].append(doc_counter)
    with open(output_path + '/block_' + str(block_counter) + '.json', 'w') as f:
        json.dump(dict(inverted_index), f)
        block_counter += 1
        inverted_index.clear()
        
def merge_blocks(num_blocks):
    global doc_path, output_path
    merged_index = defaultdict(list)
    for i in range(num_blocks):
        with open(output_path + '/block_' + str(i) + '.json', 'r') as f:
            inverted_index = json.load(f)
            for word, docs in inverted_index.items():
                if word not in merged_index:
                    merged_index[word] = docs
                else:
                    merged_index[word] += docs
    for word in merged_index:
        merged_index[word] = list(set(merged_index[word]))
    with open(output_path + '/inverted_index.json', 'w') as f:
        json.dump(dict(merged_index), f)

doc_buffer = []
for root, dirs, files in os.walk(doc_path):
    for file in sorted(files):
        with open(os.path.join(root, file), 'r') as f:
            for line in f:
                doc_buffer.append(re.sub(r'\W+', ' ', line).lower())
                doc_counter += 1
                if doc_counter % block_size == 0:
                    process_block(doc_buffer)
                    doc_buffer.clear()
            if doc_buffer:
                process_block(doc_buffer)
                doc_buffer.clear()
                
merge_blocks(block_counter)

注意：此代码仅为演示目的，可根据需要进行优化和改进。