推荐|自然语言处理系列三十八》词频-逆文档频率TF-IDF》Python代码实现

注：此文章内容均节选自充电了么创始人，CEO兼CTO陈敬雷老师的新书《自然语言处理原理与实战》（人工智能科学与技术丛书）【陈敬雷编著】【清华大学出版社】

文章目录

自然语言处理系列三十八
- Python代码实现词频-逆文档频率(TF-IDF)
- - 条件随机场(CRF)算法原理
总结

自然语言处理系列三十八

Python代码实现词频-逆文档频率(TF-IDF)

请两篇文章讲了算法原理和Java实现TF-IDF，本篇文章使用Python代码实现。
9.2 Python代码实现TF-IDF
TF-IDF基于Python代码如9.2所示。
【代码9.2】 TFIDF.py

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
#__author__ = '陈敬雷'
import os
import codecs
import math
import operator
print("充电了么 - 专注上班族职业培训和职业技能提升充电学习的在线教育平台")
""" 
词频-逆文档频率(TF-IDF)
"""
def fun(filepath):  # 遍历文件夹中的所有文件，返回文件list
    arr = []
    for root, dirs, files in os.walk(filepath):
        for fn in files:
            arr.append(root+"\\"+fn)
    return arr

def wry(txt, path):  # 写入txt文件
    f = codecs.open(path, 'a', 'utf8')
    f.write(txt)
    f.close()
    return path

def read(path):  # 读取txt文件，并返回list
    f = open(path, encoding="utf8")
    data = []
    for line in f.readlines():
        data.append(line)
    return data

def toword(txtlis):  # 将一片文章按照‘/’切割成词表，返回list
    wordlist = []
    alltxt = ''
    for i in txtlis:
        alltxt = alltxt+str(i)
    ridenter = alltxt.replace('\n', '')
    wordlist = ridenter.split('/')
    return wordlist

def getstopword(path):  # 获取停用词表
    swlis = []
    for i in read(path):
        outsw = str(i).replace('\n', '')
        swlis.append(outsw)
    return swlis

def getridofsw(lis, swlist):  # 去除文章中的停用词
    afterswlis = []
    for i in lis:
        if str(i) in swlist:
            continue
        else:
            afterswlis.append(str(i))
    return afterswlis

def freqword(wordlis):  # 统计词频，并返回字典
    freword = {}
    for i in wordlis:
        if str(i) in freword:
            count = freword[str(i)]
            freword[str(i)] = count+1
        else:
            freword[str(i)] = 1
    return freword

def corpus(filelist, swlist):  # 建立语料库
    alllist = []
    for i in filelist:
        afterswlis = getridofsw(toword(read(str(i))), swlist)
        alllist.append(afterswlis)
    return alllist

def wordinfilecount(word, corpuslist):  # 查出包含该词的文档数
    count = 0  # 计数器
    for i in corpuslist:
        for j in i:
            if word in set(j):  # 只要文档出现该词，这计数器加1，所以这里用集合
                count = count+1
            else:
                continue
    return count

def tf_idf(wordlis, filelist, corpuslist):  # 计算TF-IDF,并返回字典
    outdic = {}
    tf = 0
    idf = 0
    dic = freqword(wordlis)
    outlis = []
    for i in set(wordlis):
        tf = dic[str(i)]/len(wordlis)  # 计算TF：某个词在文章中出现的次数/文章总词数
        # 计算IDF：log(语料库的文档总数/(包含该词的文档数+1))
        idf = math.log(len(filelist)/(wordinfilecount(str(i), corpuslist)+1))
        tfidf = tf*idf  # 计算TF-IDF
        outdic[str(i)] = tfidf
    orderdic = sorted(outdic.items(), key=operator.itemgetter(
        1), reverse=True)  # 给字典排序
    return orderdic

def befwry(lis):  # 写入预处理，将list转为string
    outall = ''
    for i in lis:
        ech = str(i).replace("('", '').replace("',", '\t').replace(')', '')
        outall = outall+'\t'+ech+'\n'
    return outall

def main():
    #停用词是出现次数最多的词比如"的"、"是"、"在"----这一类最常用的词。
    swpath = r'stopwords.txt'#停用词表路径文件，内容每个停用词占用一行
    swlist = getstopword(swpath)  # 获取停用词表列表
    filepath = r'D:\充电了么TFIDF'#输入的文件夹，文件夹下面有多个文档文件
    filelist = fun(filepath)  # 获取文件列表
    wrypath = r'TFIDF.txt'#输出结果文件
    corpuslist = corpus(filelist, swlist)  # 建立语料库
    outall = ''
    for i in filelist:
        afterswlis = getridofsw(toword(read(str(i))), swlist)  # 获取每一篇已经去除停用的词表
        tfidfdic = tf_idf(afterswlis, filelist, corpuslist)  # 计算TF-IDF
        titleary = str(i).split('\\')
        title = str(titleary[-1]).replace('utf8.txt', '')
        echout = title+'\n'+befwry(tfidfdic)
        print(title+' is ok!')
        outall = outall+echout
    print(wry(outall, wrypath)+' 计算完成并输出到文件!')

if __name__ == '__main__':
    main()

条件随机场(CRF)算法原理

条件随机场(CRF)是Conditional Random Fields的缩写，即条件随机域，是Lafferty于2001年，在最大熵模型和隐马尔科夫模型的基础上，提出的一种判别式概率无向图学习模型，是一种用于标注和切分有序数据的条件概率模型，近年来在分词、词性标注和命名实体识别等序列标注任务中取得了很好的效果。也就是说要理解条件随机场需要先了解马尔可夫链、隐马尔可夫模型(HMM)的一些基本概念。下一篇文章详细讲解，敬请关注！

总结

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【配套新书教材】
《自然语言处理原理与实战》（人工智能科学与技术丛书）【陈敬雷编著】【清华大学出版社】
新书特色：本书从自然语言处理基础开始，逐步深入各种NLP热点前沿技术，使用了Java和Python两门语言精心编排了大量代码实例，契合公司实际工作场景技能，侧重实战。
全书共分为19章，详细讲解中文分词、词性标注、命名实体识别、依存句法分析、语义角色标注、文本相似度算法、语义相似度计算、词频-逆文档频率(TF-IDF)、条件随机场、新词发现与短语提取、搜索引擎Solr Cloud和Elasticsearch、Word2vec词向量模型、文本分类、文本聚类、关键词提取和文本摘要、自然语言模型（Language Model）、分布式深度学习实战等内容，同时配套完整实战项目，例如对话机器人实战、搜索引擎项目实战、推荐算法系统实战。
本书理论联系实践，深入浅出，知识点全面，通过阅读本书，读者不仅可以理解自然语言处理的知识，还能通过实战项目案例更好地将理论融入实际工作中。

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自然语言处理NLP原理与实战视频教程【陈敬雷】
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Python代码实现词频-逆文档频率(TF-IDF)

条件随机场(CRF)算法原理

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