中文分词-最大匹配算法

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中文分词在中文信息处理中是最最基础的，无论机器翻译亦或信息检索还是其他相关应用，如果涉及中文，都离不开中文分词，因此中文分词具有极高的地位。中文分词入门最简单应该是最大匹配法了。

正向最大匹配法算法如下所示:

逆向匹配法思想与正向一样，只是从右向左切分，这里举一个例子：

输入例句：S1=”计算语言学课程有意思” ；

定义：最大词长MaxLen = 5；S2= ” “；分隔符 = “/”；

假设存在词表：…，计算语言学，课程，意思，…；

最大逆向匹配分词算法过程如下：

  1. S2=””；S1不为空，从S1右边取出候选子串W=”课程有意思”；

  2. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”程有意思”；

  3. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”有意思”；

  4. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”意思”

  5. 查词表，“意思”在词表中，将W加入到S2中，S2=” 意思/”，并将W从S1中去掉，此时S1=”计算语言学课程有”；

  6. S1不为空，于是从S1左边取出候选子串W=”言学课程有”；

  7. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”学课程有”；

  8. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”课程有”；

  9. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”程有”；

  10. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”有”，这W是单字，将W加入到S2中，S2=“ /有 /意思”，并将W从S1中去掉，此时S1=”计算语言学课程”；

  11. S1不为空，于是从S1左边取出候选子串W=”语言学课程”；

  12. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”言学课程”；

  13. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”学课程”；

  14. 查词表，W不在词表中，将W最左边一个字去掉，得到W=”课程”；

  15. 查词表，“意思”在词表中，将W加入到S2中，S2=“ 课程/ 有/ 意思/”，并将W从S1中去掉，此时S1=”计算语言学”；

  16. S1不为空，于是从S1左边取出候选子串W=”计算语言学”；

  17. 查词表，“计算语言学”在词表中，将W加入到S2中，S2=“计算语言学/ 课程/ 有/ 意思/”，并将W从S1中去掉，此时S1=””；

  18. S1为空，输出S2作为分词结果，分词过程结束。

相应程序示例：

准备文件：建立一个词表文件wordlexicon，格式如下

  • 计算语言学
  • 课程
  • 意思

输入文件：test,格式如下

  • 计算语言学课程有意思

编译后执行如下：SegWord.exe test，输出分词结果文件：SegmentResult.txt

源代码如下：

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// Dictionary.h
#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <hash_map>
using namespace std;
using namespace stdext;
class CDictionary
{
	public:
		CDictionary(); //将词典文件读入并构造为一个哈希词典
		~CDictionary();
		int FindWord(string w); //在哈希词典中查找词
	private:
		string strtmp; //读取词典的每一行
		string word; //保存每个词
		hash_map<string, int> wordhash; // 用于读取词典后的哈希
		hash_map<string, int >::iterator worditer; //
		typedef pair<string, int> sipair;
};
//将词典文件读入并构造为一个哈希词典
CDictionary::CDictionary()
{
	ifstream infile(“wordlexicon”); // 打开词典
	if (!infile.is_open()) // 打开词典失败则退出程序
	{
		cerr << "Unable to open input file: " << "wordlexicon"
<< " -- bailing out!" << endl;
		exit(-1);
	}
	while (getline(infile, strtmp, '\\n')) // 读入词典的每一行并将其添加入哈希中
	{
		istringstream istr(strtmp);
		istr >> word; //读入每行第一个词
		wordhash.insert(sipair(word, 1)); //插入到哈希中
	}
}
CDictionary::~CDictionary()
{
}
//在哈希词典中查找词，若找到，则返回，否则返回
int CDictionary::FindWord(string w)
{
	if (wordhash.find(w) != wordhash.end())
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return 0;
	}
}

主程序main.cpp

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#include “Dictionary.h”
# define MaxWordLength 10 // 最大词长为个字节（即个汉字）
# define Separator “/ ” // 词界标记
CDictionary WordDic; //初始化一个词典
//对字符串用最大匹配法（正向或逆向）处理
string SegmentSentence(string s1)
{
	string s2 = “”; //用s2存放分词结果
	while(!s1.empty())
	{
		int len =(int) s1.length(); // 取输入串长度
		if (len > MaxWordLength) // 如果输入串长度大于最大词长
		{
			len = MaxWordLength; // 只在最大词长范围内进行处理
		}
		//string w = s1.substr(0, len); // （正向用）将输入串左边等于最大词长长度串取出作为候选词
		string w = s1.substr(s1.length() – len, len); //逆向用
		int n = WordDic.FindWord(w); // 在词典中查找相应的词
		while(len > 2 && n == 0) // 如果不是词
		{
			len -= 2; // 从候选词右边减掉一个汉字，将剩下的部分作为候选词
			//w = w.substr(0, len); //正向用
			w = s1.substr(s1.length() – len, len); //逆向用
			n = WordDic.FindWord(w);
		}
		//s2 += w + Separator; // (正向用）将匹配得到的词连同词界标记加到输出串末尾
		w = w + Separator; // (逆向用)
		s2 = w + s2 ; // (逆向用)
		//s1 = s1.substr(w.length(), s1.length()); //(正向用)从s1-w处开始
		s1 = s1.substr(0, s1.length() – len); // (逆向用)
	}
	return s2;
}
//对句子进行最大匹配法处理，包含对特殊字符的处理
string SegmentSentenceMM (string s1)
{
	string s2 = “”; //用s2存放分词结果
	int i;
	int dd;
	while(!s1.empty() )
	{
		unsigned char ch = (unsigned char)s1[0];
		if (ch < 128) // 处理西文字符
		{
			i = 1;
			dd = (int)s1.length();
			while (i < dd && ((unsigned char)s1[i] < 128) && (s1[i] != 10) && (s1[i] != 13)) // s1[i]不能是换行符或回车符
			{
				i++;
			}
			if ((ch != 32) && (ch != 10) && (ch != 13)) // 如果不是西文空格或换行或回车符
			{
				s2 += s1.substr(0,i) + Separator;
			}
			else
			{
				//if (ch == 10 || ch == 13) // 如果是换行或回车符，将它拷贝给s2输出
				if (ch == 10 || ch == 13 || ch == 32) //谢谢读者mces89的指正
				{
					s2 += s1.substr(0, i);
				}
			}
			s1 = s1.substr(i,dd);
			continue;
		}
		else
		{
			if (ch < 176) // 中文标点等非汉字字符
			{
				i = 0;
				dd = (int)s1.length();
				while(i < dd && ((unsigned char)s1[i] < 176) && ((unsigned char)s1[i] >= 161)
				&& (!((unsigned char)s1[i] == 161 && ((unsigned char)s1[i+1] >= 162 && (unsigned char)s1[i+1] <= 168)))
				&& (!((unsigned char)s1[i] == 161 && ((unsigned char)s1[i+1] >= 171 && (unsigned char)s1[i+1] <= 191)))
				&& (!((unsigned char)s1[i] == 163 && ((unsigned char)s1[i+1] == 172 || (unsigned char)s1[i+1] == 161)
				|| (unsigned char)s1[i+1] == 168 || (unsigned char)s1[i+1] == 169 || (unsigned char)s1[i+1] == 186
				|| (unsigned char)s1[i+1] == 187 || (unsigned char)s1[i+1] == 191)))
			{
				i = i + 2; // 假定没有半个汉字
			}
			if (i == 0)
			{
				i = i + 2;
			}
			if (!(ch == 161 && (unsigned char)s1[1] == 161)) // 不处理中文空格
			{
				s2+=s1.substr(0, i) + Separator; // 其他的非汉字双字节字符可能连续输出
			}
			s1 = s1.substr(i, dd);
			continue;
			}
		}
		// 以下处理汉字串
		i = 2;
		dd = (int)s1.length();
		while(i < dd && (unsigned char)s1[i] >= 176)
		{
			i += 2;
		}
		s2 += SegmentSentence(s1.substr(0, i));
		s1 = s1.substr(i,dd);
	}
	return s2;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
	string strtmp; //用于保存从语料库中读入的每一行
	string line; //用于输出每一行的结果
	ifstream infile(argv[1]); // 打开输入文件
	if (!infile.is_open()) // 打开输入文件失败则退出程序
	{
		cerr << "Unable to open input file: " << argv[1]
<< " -- bailing out!" << endl;
		exit(-1);
}
	ofstream outfile1("SegmentResult.txt"); //确定输出文件
	if (!outfile1.is_open())
	{
		cerr << "Unable to open file：SegmentResult.txt"
<< "--bailing out!" << endl;
		exit(-1);
	}
	while (getline(infile, strtmp, 'n')) //读入语料库中的每一行并用最大匹配法处理
	{
		line = strtmp;
		line = SegmentSentenceMM(line); // 调用分词函数进行分词处理
		outfile1 << line << endl; // 将分词结果写入目标文件
	}
	return 0;
}

补充说明：如果使用正向匹配法，请将源代码中的相关注释 “//“互换。