"Java程序设计实验一：搜索引擎倒排索引与分词"

Java程序设计实验一帮助文档 2020/4/25 华中科技大学计算机学院Java语言程序设计课程组 # 1. 搜索引擎的倒排索引数据结构 搜索引擎是如何实现快速返回查询结果的呢？这涉及到搜索引擎使用的倒排索引数据结构。倒排索引是根据索引单位将文档组织起来的一种方式。索引单位在搜索引擎中通常指的是单词，也被称为"term"。 对于中文文本文档和其他语言（如英语）的文本文档，文本的内容都是由单词组成的。因此，在建立倒排索引之前，首先需要对文档进行分词处理。分词是将文本文档切分成单个单词的过程，也被称为"Tokenization"。 对于英文文档，分词相对简单，可以使用空格和标点符号作为分隔符。举例来说，对于以下英文文档："In June, the dog likes to chase the cat in the bar;"，可以将其切分成以下单词："In", "June", "the", "dog", "likes", "to", "chase", "the", "cat", "in", "the", "bar"。 # 2. 预定义的抽象类及接口API说明 在Java程序设计实验一中，有一些预定义的抽象类和接口可以被使用。以下是这些类和接口的API说明： ### 1) AbstractIndexer 这是一个抽象类，用于实现索引器。索引器负责将文本文档进行分词，并将分词后的单词进行索引。AbstractIndexer包含以下方法： - `abstract void tokenizer(String document)`: 用于将文本文档进行分词处理。需要注意的是，每个单词之间需要使用空格或标点符号进行分隔。 - `abstract void index(String term, int docId)`: 用于将分词后的单词进行索引，并关联到文档的ID。每个索引的单词和文档ID会被保存在索引器内部。 - `abstract List<Integer> search(String term)`: 用于根据关键词查询文档ID。返回一个包含符合查询条件的文档ID的列表。 ### 2) InvertedIndex 这是实现AbstractIndexer的具体类，用于构建倒排索引。InvertedIndex包含以下方法： - `void tokenizer(String document)`: 重写了AbstractIndexer中的tokenizer方法，用于将文本文档进行分词处理。 - `void index(String term, int docId)`: 重写了AbstractIndexer中的index方法，用于将分词后的单词进行倒排索引。 - `List<Integer> search(String term)`: 重写了AbstractIndexer中的search方法，用于根据关键词查询文档ID。 # 3. 本实验所涉及的JDK Java API说明 在完成Java程序设计实验一时，可能需要使用JDK Java API中的一些类和方法。以下是本实验所涉及的一些JDK Java API的说明： ### 1) java.util.HashMap HashMap是Java集合框架中的一个类，用于实现散列表的数据结构。可以使用HashMap来实现倒排索引的存储。HashMap内部使用键值对的形式来存储数据，其中键表示单词，值表示文档ID的列表。 - `void put(K key, V value)`: 将指定的键值对存储到HashMap中。 - `V get(Object key)`: 根据键获取对应的值。 ### 2) java.util.List List是Java集合框架中的一个接口，用于定义有序的集合。在倒排索引中，可以使用List来存储符合查询条件的文档ID列表。 - `boolean add(E e)`: 将指定的元素添加到列表末尾。 - `E get(int index)`: 获取指定索引位置的元素。 以上是一些本实验所涉及的JDK Java API的说明，可以根据需要灵活使用。 总结： 本文档介绍了Java程序设计实验一中的一些帮助内容。首先解释了搜索引擎如何通过倒排索引实现快速返回查询结果的原理。然后详细讲解了索引单位的概念以及文本文档的分词处理方法。接着介绍了预定义的抽象类和接口，包括AbstractIndexer和InvertedIndex，并给出了它们的API说明。最后，给出了本实验所涉及的一些JDK Java API的说明，包括HashMap和List。通过学习和掌握这些内容，可以更好地完成Java程序设计实验一的任务。