Java实现布尔模型检索

布尔模型检索是一种基于逻辑运算的信息检索方法，其中文档和查询都被表示为布尔表达式，并使用布尔运算符（AND、OR、NOT）进行操作。

以下是一个简单的 Java 代码示例，用于实现布尔模型检索：

import java.util.*;

public class BooleanRetrieval {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建文档集合
        Map<String, Set<Integer>> index = new HashMap<>();
        index.put("apple", new HashSet<>(Arrays.asList(2, 4, 5)));
        index.put("banana", new HashSet<>(Arrays.asList(1, 3, 5)));
        index.put("orange", new HashSet<>(Arrays.asList(2, 4)));
        index.put("pear", new HashSet<>(Arrays.asList(1, 5)));

        // 查询
        String query = "apple AND orange OR NOT banana";
        Set<Integer> result = search(query, index);

        // 打印结果
        System.out.println(result);
    }

    public static Set<Integer> search(String query, Map<String, Set<Integer>> index) {
        Stack<Set<Integer>> stack = new Stack<>();

        for (String token : query.split("\\s+")) {
            if (token.equals("AND")) {
                stack.push(intersect(stack.pop(), stack.pop()));
            } else if (token.equals("OR")) {
                stack.push(union(stack.pop(), stack.pop()));
            } else if (token.equals("NOT")) {
                stack.push(not(stack.pop(), index.keySet()));
            } else {
                stack.push(index.getOrDefault(token, Collections.emptySet()));
            }
        }

        if (stack.size() != 1) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid query: " + query);
        }

        return stack.pop();
    }

    public static Set<Integer> intersect(Set<Integer> left, Set<Integer> right) {
        Set<Integer> result = new HashSet<>(left);
        result.retainAll(right);
        return result;
    }

    public static Set<Integer> union(Set<Integer> left, Set<Integer> right) {
        Set<Integer> result = new HashSet<>(left);
        result.addAll(right);
        return result;
    }

    public static Set<Integer> not(Set<Integer> set, Set<String> universe) {
        Set<Integer> result = new HashSet<>();
        for (int i = 1; i <= universe.size(); i++) {
            if (!set.contains(i)) {
                result.add(i);
            }
        }
        return result;
    }
}

在此示例中，我们首先创建了一个包含文档的索引，然后执行一个查询。查询使用布尔运算符“AND”、“OR”和“NOT”来组合单词，并调用 search() 函数来获取结果。

search() 函数使用一个栈来处理查询。它遍历查询中的每个单词，并根据操作符（AND、OR 或 NOT）执行相应的操作。对于每个单词，它检查索引并将相关文档的 ID 添加到栈中。

最后，search() 函数从栈中弹出最终结果并返回。

intersect()、union() 和 not() 函数用于实现集合操作。

请注意，此示例仅适用于小型数据集。对于大型数据集，您可能需要使用更高效的数据结构和算法来实现布尔模型检索。