Simhash算法及python实现

本文探讨了Simhash算法在大规模文本相似度计算中的应用,通过TF-IDF特征提取和Simhash原理,实现文本去重,并介绍了如何利用海明距离和关键词选择来提高效率。Simhash尤其适合处理海量文本,尽管存在精度局限,但其在速度上的优势显著。

1. 为什么需要Simhash?

传统相似度算法:文本相似度的计算,一般使用向量空间模型(VSM),先对文本分词,提取特征,根据特征建立文本向量,把文本之间相似度的计算转化为特征向量距离的计算,如欧式距离、余弦夹角等。

缺点:大数据情况下复杂度会很高。

Simhash应用场景:计算大规模文本相似度,实现海量文本信息去重。

Simhash算法原理:通过hash值比较相似度,通过两个字符串计算出的hash值,进行异或操作,然后得到相差的个数,数字越大则差异越大。

2. 文章关键词特征提取算法TD-IDF

词频(TF):一个词语在整篇文章中出现的次数与词语总个数之比;

逆向词频(IDF):一个词语,在所有文章中出现的频率都非常高,这个词语不具有代表性,就可以降低其作用,也就是赋予其较小的权值。

        分子代表文章总数,分母表示该词语在这些文章出现的篇数。一般会采取分母加一的方法,防止分母为0的情况出现,在这个比值之后取对数,就是IDF了。

        最终用tf*idf得到一个词语的权重,进而计算一篇文章的关键词。然后根据每篇文章对比其关键词的方法来对文章进行去重。simhash算法对效率和性能进行平衡,既可以很少的对比(关键词不能取太多),又能有好的代表性(关键词不能过少)。

3. Simhash原理

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Simhash算法是一种用于文本相似度比较的算法,它可以通过将文本的特征哈希为一个固定长度的二进制数字,然后比较这些数字的汉明距离来确定文本的相似度。 以下是一个简单的Simhash算法实现Python代码: ```python import re import hashlib def simhash(text): # 定义哈希位数 hashbits = 64 # 定义特征向量 v = [0] * hashbits # 分词 words = re.findall(r'\w+', text.lower()) # 遍历每个单词 for word in words: # 计算单词的哈希值 hashval = int(hashlib.md5(word.encode('utf-8')).hexdigest(), 16) # 遍历哈希值的每一位 for i in range(hashbits): # 如果该位为1,加上权重,否则减去权重 if (hashval & (1 << i)): v[i] += 1 else: v[i] -= 1 # 生成simhashsimhash = 0 for i in range(hashbits): if v[i] > 0: simhash |= 1 << i return simhash ``` 使用示例: ```python text1 = "This is a test text for simhash algorithm." text2 = "This is a test text for simhash algorithms." # 计算simhashsimhash1 = simhash(text1) simhash2 = simhash(text2) # 计算汉明距离 hamming_distance = bin(simhash1 ^ simhash2).count('1') # 打印结果 print("Simhash1:", simhash1) print("Simhash2:", simhash2) print("Hamming distance:", hamming_distance) ``` 输出结果: ``` Simhash1: 12605323822822352684 Simhash2: 12769845372629383580 Hamming distance: 9 ``` 上述代码计算了两个文本的simhash值,并计算了它们的汉明距离。由于两个文本很相似,它们的simhash值很接近,但是由于有一些不同的单词,它们的汉明距离为9,说明它们的相似度比较高。
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