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
Simhash是一种局部敏感hash。即假定A、B具有一定的相似性，在hash之后，仍然能保持这种相似性，就称之为局部敏感hash。
得到一篇文章关键词集合，通过hash的方法把关键词集合hash成一串二进制，直接对比二进制数，其相似性就是两篇文档的相似性，在查看相似性时采用海明距离，即在对比二进制的时候，看其有多少位不同，就称海明距离为多少。
将文章simhash得到一串64位的二进制，根据经验一般取海明距离为3作为阈值，即在64位二进制中，只要有三位以内不同，就可以认为两个文档是相似的，这里的阈值也可以根据自己的需求来设置。也就是把一个文档hash之后得到一串二进制数的算法，称这个hash为simhash。
simhash具体实现步骤如下：
- 1. 将文档分词，取一个文章的TF-IDF权重最高的前20个词（feature）和权重（weight）。即一篇文档得到一个长度为20的（feature：weight）的集合。
- 2. 对其中的词（feature），进行普通的哈希之后得到一个64为的二进制，得到长度为20的（hash : weight）的集合。
- 3. 根据（2）中得到一串二进制数（hash）中相应位置是1是0，对相应位置取正值weight和负值weight。例如一个词进过（2）得到（010111：5）进过步骤（3）之后可以得到列表[-5,5,-5,5,5,5]。由此可以得到20个长度为64的列表[weight，-weight...weight]代表一个文档。
- 4. 对（3）中20个列表进行列向累加得到一个列表。如[-5,5,-5,5,5,5]、[-3,-3,-3,3,-3,3]、[1,-1,-1,1,1,1]进行列向累加得到[-7，1，-9，9，3，9]，这样，我们对一个文档得到，一个长度为64的列表。
- 5. 对（4）中得到的列表中每个值进行判断，当为负值的时候去0，正值取1。例如，[-7，1，-9，9，3，9]得到010111，这样就得到一个文档的simhash值了。
- 6. 计算相似性。两个simhash取异或，看其中1的个数是否超过3。超过3则判定为不相似，小于等于3则判定为相似。
Simhash整体流程图如下：
4. Simhash的不足
完全无关的文本正好对应成了相同的simhash，精确度并不是很高，而且simhash更适用于较长的文本，但是在大规模语料进行去重时，simhash的计算速度优势还是很不错的。
5. Simhash算法实现
# !/usr/bin/python
# coding=utf-8
class Simhash:
def __init__(self, tokens='', hashbits=128):
self.hashbits = hashbits
self.hash = self.simhash(tokens)
def __str__(self):
return str(self.hash)
# 生成simhash值
def simhash(self, tokens):
v = [0] * self.hashbits
for t in [self._string_hash(x) for x in tokens]: # t为token的普通hash值
for i in range(self.hashbits):
bitmask = 1 << i
if t & bitmask:
v[i] += 1 # 查看当前bit位是否为1,是的话将该位+1
else:
v[i] -= 1 # 否则的话,该位-1
fingerprint = 0
for i in range(self.hashbits):
if v[i] >= 0:
fingerprint += 1 << i
return fingerprint # 整个文档的fingerprint为最终各个位>=0的和
# 求海明距离
def hamming_distance(self, other):
x = (self.hash ^ other.hash) & ((1 << self.hashbits) - 1)
tot = 0
while x:
tot += 1
x &= x - 1
return tot
# 求相似度
def similarity(self, other):
a = float(self.hash)
b = float(other.hash)
if a > b:
return b / a
else:
return a / b
# 针对source生成hash值
def _string_hash(self, source):
if source == "":
return 0
else:
x = ord(source[0]) << 7
m = 1000003
mask = 2 ** self.hashbits - 1
for c in source:
x = ((x * m) ^ ord(c)) & mask
x ^= len(source)
if x == -1:
x = -2
return x测试：
if __name__ == '__main__':
s = 'This is a test string for testing'
hash1 = Simhash(s.split())
s = 'This is a string testing 11'
hash2 = Simhash(s.split())
print(hash1.hamming_distance(hash2), " ", hash1.similarity(hash2))到此这篇关于如何利用python实现Simhash算法的文章就介绍到这了,更多相关pythonSimhash算法内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！
