生成文本聚类java实现 (1)

　  本章主要的学习是中文分词 和两种统计词频(传统词频和TF-IDF算法 ) 的方法.

 

     学习目的:通过N多的新闻标题 or 新闻摘要 or 新闻标签,生成基本的文本聚类,以便统计当天新闻的热点内容.

     扩展:可以运用到文本分类 ,舆情分析 等.

 

     基本的学习思路:(本思路由网友rowen指点)

1.准备文本
2.切词并统计词频
3.去掉极低频词和无意义词（如这个、那个、等等）
4.从剩余的词中提取文本特征，即最能代表文本的词
5.用空间向量表示文本，空间向量需标准化，即将数值映射到-1到1之间
6.利用所获取的空间向量进行聚类分析
7.交叉验证

    第一步,准备文本.

    我的做法是通过已经抓取好的RSS链接,然后通过Rome取得所有新闻数据,然后保存到MongoDb当中.这里叫奇的是MongoDb存取的速度哪叫一个惊人呀!哈哈.

    如下是代码片段,

package com.antbee.test;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.List;
import java.util.Map;

import org.junit.Test;

import com.mongodb.BasicDBObject;
import com.sun.syndication.feed.synd.SyndEntry;
import com.sun.syndication.feed.synd.SyndFeed;
import com.sun.syndication.io.SyndFeedInput;
import com.sun.syndication.io.XmlReader;

/**
 * @author Weiya He
 */
public class TestForFeedReader {
    static MongodService mongoDAO = new MongoServiceImpl("chinaRss", "Rss");
    static String basepath = TestForMangoDb.class.getResource("/").getPath();
    @Test
    public void getDataFromRss() throws IOException {
        String filePath = basepath + "RSS.txt";
        FileReader fr = new FileReader(filePath);
        BufferedReader  br=new BufferedReader(fr);
        String rssUrl=br.readLine();
        SyndFeedInput input = new SyndFeedInput();

        while (rssUrl != null) {
            System.out.println("正在分析网站：" + rssUrl);
            try {
                SyndFeed feed = input.build(new XmlReader(new URL(rssUrl)));
                List<SyndEntry> syndEntrys = feed.getEntries();
                saveInDb(syndEntrys);
            } catch (Exception e) {
                rssUrl = br.readLine();// 从文件中继续读取一行数据
            }
            rssUrl = br.readLine();// 从文件中继续读取一行数据
        }
        br.close();//关闭BufferedReader对象
        fr.close();//关闭文件
    }
    private void saveInDb(List<SyndEntry> syndEntrys){
        for (int i = 0; i < syndEntrys.size(); i++) {
            SyndEntry synd = syndEntrys.get(i);
            BasicDBObject val = new BasicDBObject();
            val.put("author", synd.getAuthor());
            val.put("contents",synd.getContents());
            val.put("description",synd.getDescription().toString());
            val.put("weblink",synd.getLink());
            val.put("publishedDate",synd.getPublishedDate());
            val.put("webSource",synd.getSource());
            val.put("title",synd.getTitle());
            val.put("updatedDate",synd.getUpdatedDate());
            val.put("url",synd.getUri());
            mongoDAO.getCollection().save(val);
        }
    }
    @Test
    public void findAll(){
        List<Map<String, Object>> map  = mongoDAO.findAll();
        for (int i=0;i<map.size();i++){
             Map<String, Object> m = map.get(i);
             System.out.println("title = "+m.get("title").toString().trim()+":::"+m.get("publishedDate"));
        }

    }
}

 哈哈,通过如下方法把RSS的内容保存到MangoDb当中.

getDataFromRss

通过如下的方法,把数据库当中的数据取出来:

findAll()

哈哈,数据已经有了.如果觉得这样更新不及时的话,建议使用quartz加入你的应用调试吧,当然了这里只是实验代码,你应该加一些判断的逻辑在基中.

这是从抓取的部分RSS网址,大家可以下载试用.RSS.rar

 

第二步:切词并统计词频.

 

      切词当然用mmseg了,主要是网站对他的评论还行了.中科院的哪个配置太麻烦,封装的也不到位.呵呵.

      如下是代码片段:

package com.antbee.cluster.wordCount;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.StringReader;
import java.util.Iterator;

import org.junit.Test;

import com.chenlb.mmseg4j.ComplexSeg;
import com.chenlb.mmseg4j.Dictionary;
import com.chenlb.mmseg4j.MMSeg;
import com.chenlb.mmseg4j.Seg;
import com.chenlb.mmseg4j.SimpleSeg;
import com.chenlb.mmseg4j.Word;

/**
 *
 * @author Weiya
 * @version
 */
public class WordFrequencyStat {

    @Test
    public void stat() throws IOException {
        String str = "昨日，中国人民银行宣布，自2011年4月6日起上调金融机构人民币存贷款基准利率。金融机构一年期存贷款基准利率分别上调0.25个百分点，其他各档次存贷款基准利率及个人住房公积金贷款利率相应调整。【加息前后房贷对比图】";
        String text = this.segStr(str, "simple");//切词后结果

        char[] w = new char[501];
        WordsTable wt = new WordsTable();

        try {
            StringReader in = new StringReader(text);
            while (true) {
                int ch = in.read();
                if (Character.isLetter((char) ch)) {
                    int j = 0;
                    while (true) {
                        ch = Character.toLowerCase((char) ch);
                        w[j] = (char) ch;
                        if (j < 500)
                            j++;
                        ch = in.read();
                        if (!Character.isLetter((char) ch)) {

                            String word1 = new String(w, 0, j);

                            if (!wt.isStopWord(word1)) {// 如果不是停用词，则进行统计
                                word1 = wt.getStem(word1);// 提取词干
                                wt.stat(word1);
                            }

                            break;
                        }
                    }
                }
                if (ch < 0)
                    break;

            }

            in.close();
            Iterator iter = wt.getWords();
            while (iter.hasNext()) {
                WordCount wor = (WordCount) iter.next();
                if (wor.getCount()>1){
                System.out.println(wor.getWord() + "     :     " + wor.getCount());
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e);

        }

    }
    /**
     *
     * @param text
     * @param mode: simple or complex
     * @return
     * @throws IOException
     */
    private String segStr(String text,String mode) throws IOException{
        String returnStr = "";
        Seg seg = null;
        Dictionary dic = Dictionary.getInstance();
        if ("simple".equals(mode)) {
            seg = new SimpleSeg(dic);
        } else {
            seg = new ComplexSeg(dic);
        }

        // String words = seg.
        MMSeg mmSeg = new MMSeg(new InputStreamReader(new ByteArrayInputStream(text.getBytes())), seg);
        Word word = null;
        while ((word = mmSeg.next()) != null) {
            returnStr += word.getString()+" ";
        }

        return returnStr;
    }
}

注意代码:这是我写死了参数,如果出现频度大于1的才打印出来.

if (wor.getCount()>1){
                System.out.println(wor.getWord() + "     :     " + wor.getCount());
                }

下面是打印出来的结果:

上调     :     2
金融机构     :     2
存贷     :     3
款     :     3
基准利率     :     3

 基本上能够算出词频来.

   继续。。。。

  但是从上面的词频的计算结果来说，也未必能够准确的表达文章的主旨，所以，我也在网上找了一个使用TFIDF算法来计算的词频，

  计算结果跟上面有很大不同。

  TF-IDF算法说明：

        TF-IDF（term frequency–inverse document frequency）。

        TFIDF的主要思想是：如果某个词或短语在一篇文章中出现的频率TF高，并且在其他文章中很少出现，则认为此词或者短语具有很好的类别区分能力，适合用 来分类。TFIDF实际上是：TF*IDF，TF词频(Term Frequency)，IDF反文档频率(Inverse Document Frequency)。TF表示词条t在文档d中出现的频率。IDF的主要思想是：如果包含词条t的文档越少，IDF越大，则说明词条t具有很好的类别区分能力。

 

代码如下：TfIdf.java

package com.antbee.cluster.wordCount;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

import org.junit.Test;

import com.chenlb.mmseg4j.ComplexSeg;
import com.chenlb.mmseg4j.Dictionary;
import com.chenlb.mmseg4j.MMSeg;
import com.chenlb.mmseg4j.Seg;
import com.chenlb.mmseg4j.SimpleSeg;
import com.chenlb.mmseg4j.Word;

public class TfIdf {
    private static List<String> fileList = new ArrayList<String>();
    private static HashMap<String, HashMap<String, Float>> allTheTf = new HashMap<String, HashMap<String, Float>>();
    private static HashMap<String, HashMap<String, Integer>> allTheNormalTF = new HashMap<String, HashMap<String, Integer>>();

    public static List<String> readDirs(String filepath) throws FileNotFoundException, IOException {
        try {
            File file = new File(filepath);
            if (!file.isDirectory()) {
                System.out.println("输入的参数应该为[文件夹名]");
                System.out.println("filepath: " + file.getAbsolutePath());
            } else if (file.isDirectory()) {
                String[] filelist = file.list();
                for (int i = 0; i < filelist.length; i++) {
                    File readfile = new File(filepath + "\\" + filelist[i]);
                    if (!readfile.isDirectory()) {
                        // System.out.println("filepath: " +
                        // readfile.getAbsolutePath());
                        fileList.add(readfile.getAbsolutePath());
                    } else if (readfile.isDirectory()) {
                        readDirs(filepath + "\\" + filelist[i]);
                    }
                }
            }

        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        return fileList;
    }

    public static String readFiles(String file) throws FileNotFoundException, IOException {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        InputStreamReader is = new InputStreamReader(new FileInputStream(file), "gbk");
        BufferedReader br = new BufferedReader(is);
        String line = br.readLine();
        while (line != null) {
            sb.append(line).append("\r\n");
            line = br.readLine();
        }
        br.close();
        return sb.toString();
    }

    public static String[] cutWord(String file) throws IOException {
        String[] cutWordResult = null;
        String text = TfIdf.readFiles(file);
        //MMAnalyzer analyzer = new MMAnalyzer();
        // System.out.println("file content: "+text);
        // System.out.println("cutWordResult: "+analyzer.segment(text, " "));
        String tempCutWordResult = segStr(text, "simple");
        cutWordResult = tempCutWordResult.split(" ");
        return cutWordResult;
    }
    private static String segStr(String text,String mode) throws IOException{
        String returnStr = "";
        Seg seg = null;
        Dictionary dic = Dictionary.getInstance();
        if ("simple".equals(mode)) {
            seg = new SimpleSeg(dic);
        } else {
            seg = new ComplexSeg(dic);
        }

        // String words = seg.
        MMSeg mmSeg = new MMSeg(new InputStreamReader(new ByteArrayInputStream(text.getBytes())), seg);
        Word word = null;
        while ((word = mmSeg.next()) != null) {
            returnStr += word.getString()+" ";
        }

        return returnStr;
    }

    public static HashMap<String, Float> tf(String[] cutWordResult) {
        HashMap<String, Float> tf = new HashMap<String, Float>();// 正规化
        int wordNum = cutWordResult.length;
        int wordtf = 0;
        for (int i = 0; i < wordNum; i++) {
            wordtf = 0;
            for (int j = 0; j < wordNum; j++) {
                if (cutWordResult[i] != " " && i != j) {
                    if (cutWordResult[i].equals(cutWordResult[j])) {
                        cutWordResult[j] = " ";
                        wordtf++;
                    }
                }
            }
            if (cutWordResult[i] != " ") {
                tf.put(cutWordResult[i], (new Float(++wordtf)) / wordNum);
                cutWordResult[i] = " ";
            }
        }
        return tf;
    }

    public static HashMap<String, Integer> normalTF(String[] cutWordResult) {
        HashMap<String, Integer> tfNormal = new HashMap<String, Integer>();// 没有正规化
        int wordNum = cutWordResult.length;
        int wordtf = 0;
        for (int i = 0; i < wordNum; i++) {
            wordtf = 0;
            if (cutWordResult[i] != " ") {
                for (int j = 0; j < wordNum; j++) {
                    if (i != j) {
                        if (cutWordResult[i].equals(cutWordResult[j])) {
                            cutWordResult[j] = " ";
                            wordtf++;

                        }
                    }
                }
                tfNormal.put(cutWordResult[i], ++wordtf);
                cutWordResult[i] = " ";
            }
        }
        return tfNormal;
    }

    public static Map<String, HashMap<String, Float>> tfOfAll(String dir) throws IOException {
        List<String> fileList = TfIdf.readDirs(dir);
        for (String file : fileList) {
            HashMap<String, Float> dict = new HashMap<String, Float>();
            dict = TfIdf.tf(TfIdf.cutWord(file));
            allTheTf.put(file, dict);
        }
        return allTheTf;
    }

    public static Map<String, HashMap<String, Integer>> NormalTFOfAll(String dir) throws IOException {
        List<String> fileList = TfIdf.readDirs(dir);
        for (int i = 0; i < fileList.size(); i++) {
            HashMap<String, Integer> dict = new HashMap<String, Integer>();
            dict = TfIdf.normalTF(TfIdf.cutWord(fileList.get(i)));
            allTheNormalTF.put(fileList.get(i), dict);
        }
        return allTheNormalTF;
    }

    public static Map<String, Float> idf(String dir) throws FileNotFoundException, UnsupportedEncodingException,
            IOException {
        // 公式IDF＝log((1+|D|)/|Dt|)，其中|D|表示文档总数，|Dt|表示包含关键词t的文档数量。
        Map<String, Float> idf = new HashMap<String, Float>();
        List<String> located = new ArrayList<String>();

        float Dt = 1;
        float D = allTheNormalTF.size();// 文档总数
        List<String> key = fileList;// 存储各个文档名的List
        Map<String, HashMap<String, Integer>> tfInIdf = allTheNormalTF;// 存储各个文档tf的Map

        for (int i = 0; i < D; i++) {
            HashMap<String, Integer> temp = tfInIdf.get(key.get(i));
            for (String word : temp.keySet()) {
                Dt = 1;
                if (!(located.contains(word))) {
                    for (int k = 0; k < D; k++) {
                        if (k != i) {
                            HashMap<String, Integer> temp2 = tfInIdf.get(key.get(k));
                            if (temp2.keySet().contains(word)) {
                                located.add(word);
                                Dt = Dt + 1;
                                continue;
                            }
                        }
                    }
                    idf.put(word, Log.log((1 + D) / Dt, 10));
                }
            }
        }
        return idf;
    }

    public static Map<String, HashMap<String, Float>> tfidf(String dir) throws IOException {

        Map<String, Float> idf = TfIdf.idf(dir);
        Map<String, HashMap<String, Float>> tf = TfIdf.tfOfAll(dir);

        for (String file : tf.keySet()) {
            Map<String, Float> singelFile = tf.get(file);
            for (String word : singelFile.keySet()) {
                singelFile.put(word, (idf.get(word)) * singelFile.get(word));
            }
        }
        return tf;
    }
    @Test
    public void test() throws FileNotFoundException, UnsupportedEncodingException, IOException{
        Map<String, HashMap<String, Integer>> normal = TfIdf.NormalTFOfAll("d:/dir");
        for (String filename : normal.keySet()) {
            System.out.println("fileName " + filename);
            System.out.println("TF " + normal.get(filename).toString());
        }

        System.out.println("-----------------------------------------");

        Map<String, HashMap<String, Float>> notNarmal = TfIdf.tfOfAll("d:/dir");
        for (String filename : notNarmal.keySet()) {
            System.out.println("fileName " + filename);
            System.out.println("TF " + notNarmal.get(filename).toString());
        }

        System.out.println("-----------------------------------------");

        Map<String, Float> idf = TfIdf.idf("d;/dir");
        for (String word : idf.keySet()) {
            System.out.println("keyword :" + word + " idf: " + idf.get(word));
        }

        System.out.println("-----------------------------------------");

        Map<String, HashMap<String, Float>> tfidf = TfIdf.tfidf("d:/dir");
        for (String filename : tfidf.keySet()) {
            System.out.println("fileName " + filename);
            System.out.println(tfidf.get(filename));
        }
    }

}

   Log.java

public class Log {
    public static float log(float value, float base) {
        return (float) (Math.log(value) / Math.log(base));
    }
}

   其中我在d:盘下dir目录当中创建1.txt，文件为：

 

昨日，中国人民银行宣布，自2011年4月6日起上调金融机构人民币存贷款基准利率。金融机构一年期存贷款基准利率
分别上调0.25个百分点，其他各档次存贷款基准利率及个人住房公积金贷款利率相应调整。【加息前后房贷对比图】

 

   通过TfIdf.java当中的测试类，结果为：

fileName d:\dir\1.txt
TF {存款=1, 证券=1, 大=1, 公积金贷款=1, 而=1, 祥=1, 的=8, 可以=1, 工作日=1, 认为=1, 小说=1, 以来=1,
 对应=1, 其他=1, 斌=1, 2011=1, 黄=1, 消化=1, 记者=1, 主要=2, 也=1, 比较=1, 军=2, 短期=1, 发展=1,
年=1, 银行=1, 炒作=1, 25=2, 分析=1, 市场=1, 档次=1, 3=1, 2=1, 这=1, 0=1, 6=2, 31=1, 4=1, 学院=1,
人民币=1, 压力=2, 8=1, 空间=1, 资本=1, 晚间=1, 为=1, 起到=1, 第二次=1, 次=1, 第四=1, 总体=3, 一年=3,
 部分=1, 主导=1, 对称=2, 较少=1, 个=1, 锡=2, 师=1, 达=1, 及=1, 投机=1, 利息=2, 调节=1, 百分点=1,
款=3, 物价上涨=1, 开始=1, 副院长=1, 预期=1, 定期=1, 决定=1, 运作=1, 实体=1, 日=2, 与=2, 指出=1,
利率=3, 将=1, 有帮助=1, 本报讯=1, 信=1, 上涨=1, 央行=1, 是=1, 个人住房=1, 资金=3, 抑制=1, 公告=1,
用于=1, 倾向=1, 存贷=3, 今年以来=1, 相应=2, 上次=2, 有限=1, 保持=1, 去年=1, 操作=1, 长期=4, 上调=2,
 明=1, 期=3, 项目=1, 股份有限公司=1, 贷款=3, 投资=1, 生产=1, 整存=1, 明显=1, 月=2, 赵=2, 有=1,
策略=1, 起=1, 可能=1, 幅度=2, 一样=1, 结束=1, 经济=1, 金融机构=2, 还有=1, 注意到=1, 发布=1, 加息=9,
 中国人民大学=1, 昨日=1, 增加=2, 价格=1, 分别=1, 之际=1, 缓解=1, 这是=1, 基准利率=3, 更多=1, 突然=1,
 作用=1, 中国人民银行=1, 整取=1, 导致=1, 假期=1, 也是=1, 流动资金=1, 企业=3, 平稳=1, 财=1, 后=1,
利差=1, 金=1, 选择=1, 表示=1, 各=1, 涉及=1, 达到=2, 在=1, 首席=1, 本次=2, 对=1, 调整=2, 傍晚=1,
 宣布=1, 此次=1, 此外=1, 不同=1, 自=1}
-----------------------------------------
fileName d:\dir\1.txt
TF {存款=0.0044444446, 证券=0.0044444446, 大=0.0044444446, 公积金贷款=0.0044444446,
而=0.0044444446, 祥=0.0044444446, 的=0.035555556, 可以=0.0044444446, 工作日=0.0044444446,
认为=0.0044444446, 小说=0.0044444446, 以来=0.0044444446, 对应=0.0044444446,
其他=0.0044444446, 斌=0.0044444446, 2011=0.0044444446, 黄=0.0044444446,
消化=0.0044444446, 记者=0.0044444446, 主要=0.008888889, 也=0.0044444446, 比较=0.0044444446,
军=0.008888889, 短期=0.0044444446, 发展=0.0044444446, 年=0.0044444446, 银行=0.0044444446,
炒作=0.0044444446, 25=0.008888889, 分析=0.0044444446, 市场=0.0044444446, 档次=0.0044444446,
 3=0.0044444446, 2=0.0044444446, 这=0.0044444446, 0=0.0044444446, 6=0.008888889,
 31=0.0044444446, 4=0.0044444446, 学院=0.0044444446, 人民币=0.0044444446,
 压力=0.008888889, 8=0.0044444446, 空间=0.0044444446, 资本=0.0044444446, 晚间=0.0044444446,
 为=0.0044444446, 起到=0.0044444446, 第二次=0.0044444446, 次=0.0044444446, 第四=0.0044444446,
 总体=0.013333334, 一年=0.013333334, 部分=0.0044444446, 主导=0.0044444446, 对称=0.008888889,
 较少=0.0044444446, 个=0.0044444446, 锡=0.008888889, 师=0.0044444446, 达=0.0044444446,
 及=0.0044444446, 投机=0.0044444446, 利息=0.008888889, 调节=0.0044444446,
百分点=0.0044444446, 款=0.013333334, 物价上涨=0.0044444446, 开始=0.0044444446,
副院长=0.0044444446, 预期=0.0044444446, 定期=0.0044444446, 决定=0.0044444446,
运作=0.0044444446, 实体=0.0044444446, 日=0.008888889, 与=0.008888889, 指出=0.0044444446,
 利率=0.013333334, 将=0.0044444446, 有帮助=0.0044444446, 本报讯=0.0044444446,
信=0.0044444446, 上涨=0.0044444446, 央行=0.0044444446, 是=0.0044444446,
个人住房=0.0044444446, 资金=0.013333334, 抑制=0.0044444446, 公告=0.0044444446,
用于=0.0044444446, 倾向=0.0044444446, 存贷=0.013333334, 今年以来=0.0044444446,
相应=0.008888889, 上次=0.008888889, 有限=0.0044444446, 保持=0.0044444446, 去年=0.0044444446,
操作=0.0044444446, 长期=0.017777778, 上调=0.008888889, 明=0.0044444446, 期=0.013333334,
项目=0.0044444446, 股份有限公司=0.0044444446, 贷款=0.013333334, 投资=0.0044444446,
生产=0.0044444446, 整存=0.0044444446, 明显=0.0044444446, 月=0.008888889, 赵=0.008888889,
有=0.0044444446, 策略=0.0044444446, 起=0.0044444446, 可能=0.0044444446, 幅度=0.008888889,
一样=0.0044444446, 结束=0.0044444446, 经济=0.0044444446, 金融机构=0.008888889,
还有=0.0044444446, 注意到=0.0044444446, 发布=0.0044444446, 加息=0.04,
中国人民大学=0.0044444446, 昨日=0.0044444446, 增加=0.008888889, 价格=0.0044444446,
分别=0.0044444446, 之际=0.0044444446, 缓解=0.0044444446, 这是=0.0044444446,
基准利率=0.013333334, 更多=0.0044444446, 突然=0.0044444446, 作用=0.0044444446,
中国人民银行=0.0044444446, 整取=0.0044444446, 导致=0.0044444446, 假期=0.0044444446,
 也是=0.0044444446, 流动资金=0.0044444446, 企业=0.013333334, 平稳=0.0044444446,
 财=0.0044444446, 后=0.0044444446, 利差=0.0044444446, 金=0.0044444446, 选择=0.0044444446,
 表示=0.0044444446, 各=0.0044444446, 涉及=0.0044444446, 达到=0.008888889, 在=0.0044444446,
首席=0.0044444446, 本次=0.008888889, 对=0.0044444446, 调整=0.008888889, 傍晚=0.0044444446,
宣布=0.0044444446, 此次=0.0044444446, 此外=0.0044444446, 不同=0.0044444446, 自=0.0044444446}
-----------------------------------------
keyword :存款 idf: 0.30103
keyword :公积金贷款 idf: 0.30103
keyword :大 idf: 0.30103
keyword :证券 idf: 0.30103

 

   从上面的结果来说，两个不同的算法大相径庭，我想可能要更多的测试才能得到结论。

 

    第三步　去掉极低频词和无意义词（如这个、那个、等等）

 

　　　可以将在单一文本中只出现1，2次的词去掉，

　　　然后需要在网上下载一个中文停用词表，去掉文本中的停用词，即无意义词

　好了，下一节将学习和研究使用KNN或者SVM提取特征词。

 

   链接：生成文本聚类java实现(2)