python实现spimi算法

SPIMI（Single Pass In-Memory Indexing）算法是一种基于内存的索引构建算法，用于处理大规模文本数据集。它的实现比较简单，可以使用Python来实现。

SPIMI算法的实现步骤如下：

1. 将文本数据集分块，每个块可以是一个文件或者一个固定大小的数据块。

2. 对于每个块，使用分词器将其分词成单词，并将每个单词与其所在文档的标识符一起存储到一个字典中。

3. 当字典大小达到一定阈值时，将字典写入磁盘。

4. 对于每个单词，维护一个有序列表，记录它出现在哪些文档中。

5. 最后，使用类似归并排序的方法合并所有块的索引。

下面是一个简单的Python实现，假设有一个名为“data.txt”的大规模文本数据集，每个数据块大小为100个单词：

from collections import defaultdict

def spimi_invert(filename, block_size):
    """SPIMI algorithm implementation for inverted indexing"""
    # initialize an empty dictionary for the inverted index
    inverted_index = defaultdict(list)
    # open the input file
    with open(filename, 'r') as input_file:
        block = []
        block_size_bytes = 0
        for line in input_file:
            # tokenize the line into words
            words = line.strip().split()
            for word in words:
                # add the word to the current block
                block.append((word, input_file.tell()))
                block_size_bytes += len(word)
                # if the block is full, write it to disk and clear the memory
                if block_size_bytes >= block_size:
                    inverted_index = spimi_merge(inverted_index, block)
                    block = []
                    block_size_bytes = 0
        # process the last block
        if block:
            inverted_index = spimi_merge(inverted_index, block)
    return inverted_index

def spimi_merge(inverted_index, block):
    """Merge a block into an inverted index built so far"""
    # sort the block by the word
    block.sort(key=lambda x: x[0])
    # initialize a pointer array for each word in the block
    pointers = {}
    for i, (word, _) in enumerate(block):
        if word not in pointers:
            pointers[word] = []
        pointers[word].append(i)
    # merge the block with the inverted index
    for word, indices in pointers.items():
        postings = []
        for index in indices:
            _, doc_id = block[index]
            postings.append(doc_id)
        inverted_index[word].extend(postings)
    return inverted_index

inverted_index = spimi_invert('data.txt', 100)
print(inverted_index)

这里的`spimi_invert`函数实现了SPIMI算法，输入参数为文本数据集的文件名和块大小，返回值是一个字典，键为单词，值为该单词出现的文档标识符列表。函数内部使用`spimi_merge`函数将每个块合并到字典中，`spimi_merge`函数接受一个已有的倒排索引和一个数据块，并返回合并后的倒排索引。