写一篇word2vec的实现代码

时间: 2023-07-07 18:03:05 浏览: 28
Word2Vec是一种常用的词向量表示方法,它通过神经网络模型将单词映射到向量空间中,从而可以直接使用向量进行文本处理和分析。下面是一个简单的Word2Vec实现代码,使用Python语言和TensorFlow框架。 首先需要准备一个文本数据集,这里使用了一个小型的英文新闻文本数据集作为示例。代码需要先对数据进行预处理,将文本中的单词转换成数值表示。 ```python import tensorflow as tf import numpy as np import collections import os # 读取数据 def read_data(filename): with open(filename, 'r') as f: data = f.read().split() return data # 构建词汇表 def build_vocab(data, vocab_size): # 统计单词出现频次 word_count = [['UNK', -1]] word_count.extend(collections.Counter(data).most_common(vocab_size - 1)) # 创建词汇表 vocab_dict = {} for word, count in word_count: vocab_dict[word] = len(vocab_dict) # 将数据集中的单词转换为数值表示 data_vocab = [] unk_count = 0 for word in data: if word in vocab_dict: index = vocab_dict[word] else: index = 0 # UNK unk_count += 1 data_vocab.append(index) word_count[0][1] = unk_count return data_vocab, vocab_dict, word_count # 生成训练数据 def generate_train_data(data, window_size): train_data = [] for i in range(len(data)): for j in range(1, window_size+1): if i-j >= 0: train_data.append([data[i], data[i-j]]) if i+j < len(data): train_data.append([data[i], data[i+j]]) return train_data # 读取数据集 data = read_data('news.txt') vocab_size = 5000 data, vocab_dict, word_count = build_vocab(data, vocab_size) train_data = generate_train_data(data, window_size=2) ``` 接下来就是Word2Vec模型的构建,这里使用了Skip-gram模型。模型的输入是一个单词的数值表示,输出是它周围的单词的数值表示,即使用一个单词预测它的上下文。模型的核心是一个嵌入层,将每个单词映射到一个向量空间中,然后使用点积计算相似度。 ```python # 定义Word2Vec模型 class Word2Vec: def __init__(self, vocab_size, embed_size): self.vocab_size = vocab_size self.embed_size = embed_size self.inputs = tf.placeholder(tf.int32, [None]) self.labels = tf.placeholder(tf.int32, [None, 1]) # 定义嵌入层 with tf.variable_scope('embed'): self.embeddings = tf.Variable(tf.random_uniform([vocab_size, embed_size], -1.0, 1.0)) embed = tf.nn.embedding_lookup(self.embeddings, self.inputs) # 定义输出层 with tf.variable_scope('output'): self.weights = tf.Variable(tf.truncated_normal([vocab_size, embed_size], stddev=1.0 / np.sqrt(embed_size))) self.biases = tf.Variable(tf.zeros([vocab_size])) self.logits = tf.matmul(embed, tf.transpose(self.weights)) + self.biases # 定义损失函数和优化器 self.loss = tf.reduce_mean(tf.nn.sampled_softmax_loss(self.weights, self.biases, self.labels, embed, num_sampled=1000, num_classes=vocab_size)) self.optimizer = tf.train.AdagradOptimizer(learning_rate=0.1).minimize(self.loss) # 定义训练函数 def train_word2vec(train_data, vocab_size, embed_size, num_epochs, batch_size, save_path): tf.reset_default_graph() model = Word2Vec(vocab_size, embed_size) with tf.Session() as sess: sess.run(tf.global_variables_initializer()) total_loss = 0.0 for epoch in range(num_epochs): np.random.shuffle(train_data) for i in range(0, len(train_data), batch_size): batch_inputs, batch_labels = [], [] for j in range(i, min(i+batch_size, len(train_data))): batch_inputs.append(train_data[j][0]) batch_labels.append([train_data[j][1]]) loss, _ = sess.run([model.loss, model.optimizer], feed_dict={model.inputs: batch_inputs, model.labels: batch_labels}) total_loss += loss if epoch % 10 == 0: print('Epoch %d, average loss: %.4f' % (epoch, total_loss / len(train_data))) total_loss = 0.0 # 保存模型 if not os.path.exists(save_path): os.mkdir(save_path) model_file = os.path.join(save_path, 'word2vec.ckpt') saver = tf.train.Saver() saver.save(sess, model_file) # 训练Word2Vec模型 embed_size = 100 num_epochs = 100 batch_size = 512 save_path = 'model' train_word2vec(train_data, vocab_size, embed_size, num_epochs, batch_size, save_path) ``` 训练完成后,就可以使用训练好的模型进行单词向量的表示和相似度计算了。代码如下: ```python # 加载模型 def load_word2vec(vocab_dict, embed_size, save_path): tf.reset_default_graph() model = Word2Vec(len(vocab_dict), embed_size) with tf.Session() as sess: model_file = os.path.join(save_path, 'word2vec.ckpt') saver = tf.train.Saver() saver.restore(sess, model_file) embeddings = sess.run(model.embeddings) # 创建词向量字典 word_vectors = {} for word, index in vocab_dict.items(): word_vectors[word] = embeddings[index] return word_vectors # 计算单词相似度 def calc_similarity(word1, word2, word_vectors): vec1 = word_vectors[word1] vec2 = word_vectors[word2] sim = np.dot(vec1, vec2) / (np.linalg.norm(vec1) * np.linalg.norm(vec2)) return sim # 加载模型并计算相似度 word_vectors = load_word2vec(vocab_dict, embed_size, save_path) print(calc_similarity('man', 'woman', word_vectors)) ``` 以上就是一个简单的Word2Vec实现代码,可以用于生成单词向量并计算相似度。实际应用中,可以根据需求对模型进行优化和改进。

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以下是一个简单的 Word2Vec 实现的代码示例: python import numpy as np import pandas as pd from collections import defaultdict from sklearn.preprocessing import OneHotEncoder class Word2Vec: def __init__(self, window_size=2, embedding_size=10, learning_rate=0.1, num_epochs=50): self.window_size = window_size self.embedding_size = embedding_size self.learning_rate = learning_rate self.num_epochs = num_epochs self.word2id = {} self.id2word = {} self.vocab_size = 0 self.W1 = None self.W2 = None def fit(self, corpus): self.build_vocab(corpus) self.init_weights() for epoch in range(self.num_epochs): for center_word, context_words in self.generate_training_data(corpus): center_word_one_hot = self.get_one_hot(center_word) h = self.W1.dot(center_word_one_hot) u = self.W2.dot(h) y_pred = self.softmax(u) y_true = self.get_one_hot(context_words) e = y_pred - y_true dW2 = e.dot(h.T) dW1 = np.outer(self.W2.T.dot(e), center_word_one_hot) self.update_weights(dW1, dW2) def build_vocab(self, corpus): word_freq = defaultdict(int) for sentence in corpus: for word in sentence.split(): word_freq[word] += 1 self.word2id = {word: i for i, word in enumerate(sorted(word_freq.keys()))} self.id2word = {i: word for word, i in self.word2id.items()} self.vocab_size = len(self.word2id) def init_weights(self): self.W1 = np.random.rand(self.embedding_size, self.vocab_size) self.W2 = np.random.rand(self.vocab_size, self.embedding_size) def generate_training_data(self, corpus): for sentence in corpus: sentence_words = sentence.split() for i, center_word in enumerate(sentence_words): for j in range(max(0, i - self.window_size), i): yield center_word, sentence_words[j] for j in range(i + 1, min(i + self.window_size + 1, len(sentence_words))): yield center_word, sentence_words[j] def get_one_hot(self, word): one_hot = np.zeros(self.vocab_size) one_hot[self.word2id[word]] = 1 return one_hot def softmax(self, x): exp_x = np.exp(x - np.max(x)) return exp_x / np.sum(exp_x) def update_weights(self, dW1, dW2): self.W1 -= self.learning_rate * dW1 self.W2 -= self.learning_rate * dW2 def transform(self, word): return self.W1[:, self.word2id[word]] 上述代码实现了一个简单的 Skip-Gram Word2Vec 模型。在 fit 方法中,我们首先构建了词汇表,并随机初始化了模型的参数矩阵。然后,我们对语料库进行遍历,生成训练数据。对于每个中心词和上下文词对,我们使用独热编码将它们转换为向量形式,并通过前向传播计算模型的预测值。然后,我们使用交叉熵损失函数计算预测值和实际值之间的误差,使用反向传播算法计算梯度,并更新模型参数。最后,我们通过 transform 方法将每个词转换为其对应的词向量。 需要注意的是,这仅是一个简单的实现示例,实际应用中可能需要对代码进行优化和调整。
要在PyTorch中实现word2vec代码,可以按照以下步骤进行操作: 1. 首先,需要创建一个数据集对象,用于加载文本数据。可以使用引用中的代码创建WordEmbeddingDataset对象,并传入相应的参数,如文本内容、词向量索引等。 2. 接下来,使用torch.utils.data.DataLoader创建一个数据加载器对象,用于批量加载数据。可以使用引用中的代码创建DataLoader对象,并传入数据集对象和批量大小等参数。 3. 然后,读取并处理文本数据。可以使用引用中的代码,通过打开文件、分割成单词列表、统计单词频率等步骤得到文本数据。 4. 在建立词和id的相互索引之前,需要根据词频对单词进行排序,并限制词表大小。可以使用引用中的代码,通过Counter统计词频,然后根据词频创建单词字典表,并添加一个特殊的未知单词标记。 5. 建立词和id的相互索引。可以使用引用中的代码,通过遍历单词字典表和使用enumerate函数创建词到id的映射表。 6. 最后,可以根据需求进行词向量的训练和嵌入。可以使用PyTorch的Embedding层来实现词嵌入,将id作为输入,获取对应的词向量。可以参考引用中的代码,使用Embedding层并传入合适的参数,如词表大小、词向量维度等。 综上所述,根据引用、引用和引用中的代码,可以实现word2vec模型的PyTorch代码。123 #### 引用[.reference_title] - *1* *2* [PyTorch实现Word2Vec](https://blog.csdn.net/qq_37236745/article/details/105687578)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *3* [word2Vec之Pytorch实现_代码部分](https://blog.csdn.net/weixin_38544305/article/details/115288348)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]
Word2vec CBOW模型的代码可以在这篇文本处理算法汇总文章中找到。具体的代码如下所示: from keras.models import Sequential from keras.layers import Embedding, Dense, Merge # 定义CBOW模型 model = Sequential() model.add(Embedding(nb_word, word_size, name='word2vec')) model.add(Dense(1, activation='sigmoid')) # 编译模型 model.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer='adam') # 训练模型 model.fit(x_train, y_train, epochs=10, batch_size=32) 其中,nb_word表示词汇表的大小,word_size表示词向量的维度。CBOW模型的主要思想是根据上下文预测中心词,通过优化词向量来提高预测准确性。 这里使用了Keras库来实现CBOW模型,第一层是一个Embedding层,用于将单词索引转换为词向量。然后通过一个全连接层(Dense)进行二分类预测。 请注意,这只是CBOW模型的代码示例,具体实现还需要根据你的数据和任务进行适当的调整和扩展。 参考资料: Word2vec用CBOW模型的keras代码 Embedding层的文档:https://keras.io/zh/layers/embeddings/123 #### 引用[.reference_title] - *1* *2* *3* [Word2vec用CBOW模型的keras代码详解](https://blog.csdn.net/weixin_40699243/article/details/109271365)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 100%"] [ .reference_list ]
Word2Vec是一种基于神经网络的词嵌入模型,它可以将每个单词映射到一个固定长度的向量空间中,使得语义相似的词在向量空间中距离较近。下面是基于Python实现Word2Vec的一般步骤: 1. 数据预处理:准备好语料库,并对语料库进行预处理,例如去除标点符号、停用词等。 2. 构建词汇表:将语料库中的所有单词映射到一个唯一的整数标识符上,并构建一个词汇表。可以使用Python中的gensim库的corpora.Dictionary类进行实现。 3. 数据向量化:将语料库中的单词序列转换为整数序列,并进行padding操作,使得所有序列长度相同。可以使用Python中的keras.preprocessing.sequence模块进行实现。 4. 构建模型:使用Python中的keras或tensorflow等深度学习框架,构建一个Word2Vec模型。Word2Vec模型有两种实现方式,分别是Skip-Gram和CBOW,可以根据实际应用需求进行选择。 5. 模型训练:使用Python中的keras或tensorflow等深度学习框架,对构建的Word2Vec模型进行训练。 6. 模型评估:使用语料库中的测试数据对Word2Vec模型进行评估,例如计算词语相似度、计算词语类比等。 7. 模型应用:使用训练好的Word2Vec模型,将每个单词映射到向量空间中,可以用于文本分类、情感分析、推荐系统等应用领域。 以上是Word2Vec的一般实现步骤,具体实现过程可以根据实际应用需求进行调整。
您可以使用Python中的Gensim库来实现Word2Vec模型的训练和构建语义图谱。以下是一个简单的示例代码: python from gensim.models import Word2Vec from gensim.models import KeyedVectors import networkx as nx import matplotlib.pyplot as plt # 读取语料文件 sentences = [] with open('corpus.txt', 'r') as file: for line in file: sentences.append(line.strip().split()) # 训练Word2Vec模型 model = Word2Vec(sentences, size=100, window=5, min_count=5, workers=4) # 获取词向量 word_vectors = model.wv # 构建语义图谱 graph = nx.Graph() for word in word_vectors.vocab: graph.add_node(word) for word1 in word_vectors.vocab: for word2 in word_vectors.vocab: if word1 != word2: similarity = word_vectors.similarity(word1, word2) if similarity > 0.5: # 设定相似性阈值 graph.add_edge(word1, word2, weight=similarity) # 可视化语义图谱 pos = nx.spring_layout(graph) plt.figure(figsize=(12, 12)) nx.draw_networkx_nodes(graph, pos, node_color='lightblue', node_size=500) nx.draw_networkx_edges(graph, pos, edge_color='gray') nx.draw_networkx_labels(graph, pos, font_size=10, font_family='sans-serif') plt.axis('off') plt.show() # 保存词向量模型 model.wv.save_word2vec_format('word2vec_model.bin') 在上述代码中,我们首先从语料文件中读取句子,然后使用Word2Vec模型训练这些句子,得到词向量。接下来,我们根据词向量构建语义图谱,通过设定相似性阈值来确定边的连接。最后,我们使用networkx和matplotlib库对语义图谱进行可视化展示,并保存训练好的词向量模型。 请注意,这只是一个简单的示例代码,您可以根据自己的需求进行修改和扩展。另外,您需要准备一个包含足够语料的文本文件(例如"corpus.txt"),以便训练Word2Vec模型。

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