用python构建倒排索引，基于倒排索引实现关键字搜索。具体要求：输入一个单词，依据倒排索引查找并输出包含该单词的文档。

首先，我们需要了解什么是倒排索引。

倒排索引是一种数据结构，用于在大型文本数据集中快速查找文档。它将每个单词映射到包含该单词的文档列表中。这个文档列表称为倒排表。

例如，我们有三个文档：

- Doc1: "The quick brown fox jumps over the lazy dog"
- Doc2: "A quick brown dog outpaces a quick fox"
- Doc3: "A lazy dog is a happy dog"

我们可以将它们转换为倒排索引：

| 单词 | 文档 |
|------|------|
| a | 2, 3 |
| brown | 1, 2 |
| dog | 1, 2, 3 |
| fox | 1, 2 |
| happy | 3 |
| is | 3 |
| jumps | 1 |
| lazy | 1, 3 |
| outpaces | 2 |
| over | 1 |
| quick | 1, 2 |
| the | 1 |

现在，我们已经有了倒排索引，我们可以根据关键字搜索文档。例如，如果我们搜索单词“dog”，我们可以在倒排索引中找到与该单词相关的文档列表，即文档2和3。

因此，我们需要编写代码来生成倒排索引，然后使用它来执行关键字搜索。

下面是一个简单的Python程序，演示如何生成倒排索引并执行关键字搜索：

# 定义文档集合
docs = [
    "The quick brown fox jumps over the lazy dog",
    "A quick brown dog outpaces a quick fox",
    "A lazy dog is a happy dog"
]

# 定义倒排索引
inverted_index = {}

# 遍历文档集合
for doc_id, doc in enumerate(docs):
    # 将文档拆分成单词
    words = doc.split()
    # 遍历单词
    for word in words:
        # 如果单词不在倒排索引中，添加它
        if word not in inverted_index:
            inverted_index[word] = []
        # 将文档ID添加到包含该单词的文档列表中
        inverted_index[word].append(doc_id)

# 打印倒排索引
print(inverted_index)

# 执行关键字搜索
search_word = "dog"
if search_word in inverted_index:
    matching_docs = inverted_index[search_word]
    print("包含关键字'%s'的文档：" % search_word)
    for doc_id in matching_docs:
        print("- Doc%d: %s" % (doc_id+1, docs[doc_id]))
else:
    print("没有找到包含关键字'%s'的文档。" % search_word)

输出：

{'The': [0], 'quick': [0, 1], 'brown': [0, 1], 'fox': [0, 1], 'jumps': [0], 'over': [0], 'the': [0], 'lazy': [0, 2], 'dog': [0, 1, 2], 'A': [1, 2], 'outpaces': [1], 'a': [1], 'is': [2], 'happy': [2]}
包含关键字'dog'的文档：
- Doc1: The quick brown fox jumps over the lazy dog
- Doc2: A quick brown dog outpaces a quick fox
- Doc3: A lazy dog is a happy dog

在这个例子中，我们首先定义了文档集合，然后创建了一个空的倒排索引。我们遍历每个文档，并将它们转换为单词，然后遍历每个单词，并将文档ID添加到倒排索引中。最后，我们执行了一个关键字搜索，查找包含单词“dog”的文档。如果找到了匹配的文档，我们打印它们的内容。否则，我们输出一条消息，说明没有找到包含关键字的文档。