利用Hownet进行语义相似度计算的类

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a8c215101000c1i.html

///在这里要感谢在UIUC攻读博士学位的小胖子同学，本代码是在他的C#版本上的改

///写,希望小胖子同学早日毕业！！

#if !defined HownetPrimitive_H
#define  HownetPrimitive_H
#include
///

/// Hownet的义原
///

class HownetPrimitive
{
public:
 HownetPrimitive(stringstrLine):name(""),parent(0),id(0)
 {
  char *token;
  token=strtok((char*)strLine.c_str(),"\t\n");
  //while()
  if(token!=NULL)
  {
   id=atoi(token);
   token=strtok(NULL,"\t\n");
  }
  if(token!=NULL)
  {
   name =string(token);
   //name=name.substr(0,name.length()-1);
   token=strtok(NULL,"\t\n");
  }
  if(token!=NULL)
  {
   parent=atoi(token);
  }
 }
 
 // 义原名称
 string name ;
 
 // 义原的上一级义原的ID
 int parent;
 
 // 义原的ID
 int id ;
};
#endif

 

#if !defined HownetWord_H
#define HownetWord_H
///

///Hownet的词的表示（只考虑四大部分而忽略概念，即具体词）,与刘群算法不同，对于一个词的多次出现进行合并，因此所谓第一义原也不止一个
///

class HownetWord
{
public:
 HownetWord(string strLine):word("")
 {
  char* token;
  token=strtok((char*)strLine.c_str(),"\t");
  if(token!=NULL)
  {
   word=string(token);
   token=strtok(NULL,"\t");
  }
  if(token!=NULL)
  {
   token=strtok(NULL,"\t");
  }
  if(token!=NULL)
  {
   char*ttok=strtok(token,",");
   while(ttok!=NULL)
   {
    charfirstC=ttok[0];
    stringstrP="";
    stringps(ttok);
    string::size_typepos=ps.find(" ");
    //关系义原
    if(pos!=string::npos)
    {
     strP= ps.substr(pos+1,ps.length()-pos-1);
    }
    //基本义原
    elseif(firstC>='a'&&firstC<='z'||firstC>='A'&&firstC<='Z')
    {
     strP=ps;
    }
    //关系符号描述
    elseif(firstC != '(')
    {
     strP=ps.substr(1,ps.length()-1);
    }

    if(strP.length()>0&&relationPrimitives.find(strP)==relationPrimitives.end())
    {
     relationPrimitives.insert(map::value_type(strP,NULL));
    }
    //忽略具体词
    ttok=strtok(NULL,",\n");
   }
  }
 } 
 
 ///

 /// 关系义原描述
 ///

 map relationPrimitives ;
 ///

 /// 词
 ///

 string word ;
};
#endif

 

// WordRelvanceCalculator.cpp: implementationof the CWordRelvanceCalculator class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include "WordRelvanceCalculator.h"

//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

CWordRelvanceCalculator::CWordRelvanceCalculator():Alpha(1.60),Gama(0.20)
{
 
 TCHAR szPhraseFileName[200]={'\0'};
 LPTSTR lpPhraseFileName=szPhraseFileName;
 lpPhraseFileName = szPhraseFileName;
 lpPhraseFileName +=GetSystemDirectory(szPhraseFileName,200);
 if (*(lpPhraseFileName-1) != _T('\\'))
  *lpPhraseFileName++ =_T('\\'); 
 string strDir(szPhraseFileName);

 Initialize(strDir);
}

CWordRelvanceCalculator::~CWordRelvanceCalculator()
{

}
void CWordRelvanceCalculator::Initialize(string&strDictDir)
{

  LoadPrimitiveDict(strDictDir+ "WHOLE.DAT"); 
 
  LoadWordDict(strDictDir +"glossary.dat");
}
//读取义原词典
void CWordRelvanceCalculator::LoadPrimitiveDict(string&strDictPath)
{
  FILE*fhandle=fopen(strDictPath.c_str(),"r");
  if(!fhandle)
  {
  }
  else
  {
   charin_line[1024];
   fgets(in_line,1024,fhandle);
   while(!feof(fhandle))
   {
    stringline(in_line);
    HownetPrimitivehp(line);
    //如果义原在义原词典中重复出现，则只保留最前面一个（暂时先这么做）
    if(m_oNamePrimitiveMap.find(hp.name)==m_oNamePrimitiveMap.end())
    {
     m_oNamePrimitiveMap.insert(map::value_type(hp.name,hp));
    }
    m_oIdParentMap.insert(map::value_type(hp.id,hp.parent));
    fgets(in_line,1024,fhandle);
   }
   fclose(fhandle);
  }
}
//读取词汇字典
void CWordRelvanceCalculator::LoadWordDict(string&strDictPath)
{
 FILE*fhandle=fopen(strDictPath.c_str(),"r");
 if(!fhandle)
 {
 }
 else
 {
  char in_line[1024];
  fgets(in_line,1024,fhandle);
  while(!feof(fhandle))
  {
   stringline(in_line);
   HownetWordhw(line);
   //如果该词在前面已经出现过，则将所有这些词的义原进行合并（暂时先这么做）
   map::iteratorhwIte;
   if((hwIte=m_oWordMap.find(hw.word))!=m_oWordMap.end())
   {
    HownetWordprevHW=hwIte->second;
    map::iteratorite2;
    for(ite2=hw.relationPrimitives.begin();ite2!=hw.relationPrimitives.end();ite2++)
    {
     if(prevHW.relationPrimitives.find(ite2->first)!=prevHW.relationPrimitives.end())
     {
      prevHW.relationPrimitives.insert(map::value_type(ite2->first,ite2->second));
     }
    }
   }
   else
   {
    m_oWordMap.insert(map::value_type(hw.word,hw));
   }
   fgets(in_line,1024,fhandle);
  }
  fclose(fhandle);
 }
}
/*
 * 利用hownet计算两个义原之间的关联度
 */
double CWordRelvanceCalculator::ComputePrimitiveSimilarity(string&strPrimitive1, string &strPrimitive2)
{
 if(strPrimitive1==strPrimitive2)
  return 1.0;
    //两个义原之间的距离
 int distance = 0;
 
 //如果两个义原有任何一个不是合法的义原，则返回一个默认值
 map::iteratorite=m_oNamePrimitiveMap.find(strPrimitive1);
 if(ite==m_oNamePrimitiveMap.end()) returnGama;
 HownetPrimitive firstP =ite->second;

 ite=m_oNamePrimitiveMap.find(strPrimitive2);
 if(ite==m_oNamePrimitiveMap.end()) returnGama;
 HownetPrimitive secondP =ite->second;

 //计算两个义原之间的距离
 int firstID = firstP.id;
 int secondID = secondP.id;
 while(firstID != secondID)
 {
  //将id较大的义原沿着树上升一级，直至两个id相等
  if(firstID > secondID)
  {
   int tmpID =firstID;
   firstID =secondID;
   secondID =tmpID;
  } 
  int parentID =m_oIdParentMap[secondID];
  //如果有某个ID没有父义原，则返回一个较小值
  if(secondID == parentID)
  {
   distance =15;
   break;
  }
  secondID = parentID;
  distance++;
 }
 
 return Alpha / (distance + Alpha);
}
/*
 * 计算两个词语的相关度
 */
double CWordRelvanceCalculator::ComputeRelevance(const string&strCnWord1, const string &strCnWord2)
{
  if(strCnWord1==strCnWord2)
  {
   return1.0;
  }
  
  map::iteratormyite= m_oWordMap.find(strCnWord1);
  if(myite==m_oWordMap.end()) returnGama;
  HownetWord&hw1=myite->second;

  myite=m_oWordMap.find(strCnWord2);
  if(myite==m_oWordMap.end()) returnGama;
  HownetWord &hw2 =myite->second;
  
  
  // 相似度
  double fSim = 0;
  
  // 矩阵的长边和短边
  int length =hw1.relationPrimitives.size();
  int width =hw2.relationPrimitives.size();
  if(length < width)
  {
   length =hw2.relationPrimitives.size();
   width =hw1.relationPrimitives.size();
  }
  if(length == 0 || width ==0)
  {
   returnGama;
  }
  
  //矩阵用以存两两之间的相似度
  vector> simMatrix;
  for(int i=0; i   {
   vectortv;
   simMatrix.push_back(tv);
   vector& tv2 = simMatrix[i];
   tv2.resize(hw2.relationPrimitives.size()+1);
   //vector& tv3 = simMatrix[i];
   //cout<< tv3.size() << "\t";
   //simMatrix[i]= new double[hw2.relationPrimitives.size()];
  }
  
  //计算两两义原之间的相似度
  map::iteratorite=hw1.relationPrimitives.begin();
  int row = 0;
  for(;ite!=hw1.relationPrimitives.end();ite++)
  {
   //第一个词的第i个义原
   stringstrP1=ite->first;
   intcol=0;
   map::iteratorite2=hw1.relationPrimitives.begin();
   for(;ite2!=hw1.relationPrimitives.end();ite2++)
   {
    stringstrP2=ite2->first;
    simMatrix[row][col]= ComputePrimitiveSimilarity(strP1, strP2);
    col++;
   }
   row++;
  }
 
  //从矩阵中找出最大值，然后把该值所在行列清零
  double fSimSum = 0;
  int MaxRow = -1;
  int MaxCol = -1;
  double MaxSim = 0;
  for(i=0; i < width;i++)
  {
   //找出当前对大的值
   for(int m=0;m < hw1.relationPrimitives.size(); m++)
   {
    for(intn=0; n < hw2.relationPrimitives.size(); n++)
    {
     if(simMatrix[m][n]> MaxSim)
     {
      MaxRow= m;
      MaxCol= n;
      MaxSim= simMatrix[m][n];
     }
    }
   }
   fSimSum +=MaxSim;
   MaxSim =0;
   
   //将最大值所在行列全部清零
   for(int j=0;j < hw2.relationPrimitives.size(); j++)
   {
    simMatrix[MaxRow][j]= 0;
   }
   for(j=0; j< hw1.relationPrimitives.size(); j++)
   {
    simMatrix[j][MaxCol]= 0;
   }
  }

  //计算最终相似度，公式推导过程:
  //如果length和width越接近，fSimSum越接近width，则最终的相似度应该越大；
  //所以我们假设那些没有对齐的部分的默认相似度不应该是固定的，我们用(width/ length) * (fSimSum / width) = fSimSum / length表示
  //所以总共需要补充到fSimSum的数值为: (length - width) * SimSum /length
  // 最后的相似度还要除以length
  // 最后得到下面的计算公式
  fSim = fSimSum * (2.0 / length- width * 1.0 / (length * length));
  
  return fSim;
}

 

// WordRelvanceCalculator.h: interface for theCWordRelvanceCalculator class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#if!defined(AFX_WORDRELVANCECALCULATOR_H__C5D16340_1E8E_450C_A65F_7101DA8D638C__INCLUDED_)
#defineAFX_WORDRELVANCECALCULATOR_H__C5D16340_1E8E_450C_A65F_7101DA8D638C__INCLUDED_

#if _MSC_VER > 1000
#pragma once
#endif // _MSC_VER > 1000
#pragma warning(disable:4786)

#include "MyIME.h"
#include "HownetPrimitive.h"
#include "HownetWord.h"
/*
 * 利用hownet进行语意相似度计算
 *包括相关度，相似度两个方面 
 */
class CWordRelvanceCalculator 
{
public:
 CWordRelvanceCalculator();
 virtual ~CWordRelvanceCalculator();
private:
 void Initialize(string &strDir);
 ///

 /// 载入义原词典
 ///

 ///
 void LoadPrimitiveDict(string&strDictPath);
 ///

 /// 载入词典
 ///

 ///
 void LoadWordDict(string &strDictPath);
 ///

 /// 计算两个义原的相似度
 ///

 ///
 ///
 ///
 double ComputePrimitiveSimilarity(string&strPrimitive1, string &strPrimitive2);
public:
 ///

 /// 计算两个词的相关度
 ///

 ///
 ///
 ///
 double ComputeRelevance(const string&strCnWord1, const string &strCnWord2);
private:
 ///

 /// 存储每个词及其相关的义原描述
 ///

 map m_oWordMap ;
 
 ///

 ///存储每个义原的名称与该义原的对应关系，用于按义原名称检索义原
 ///

 mapm_oNamePrimitiveMap ;
 
 ///

 ///存储每个义原的ID与其父义原的ID的对应关系，用于从低一级义原往上层回溯
 ///

 map m_oIdParentMap ;
 
 ///

 /// 计算义原相似度的参数
 ///

 const double Alpha ;
 
 ///

 ///当一个义原没有对应义原的时候，赋予一个默认值
 ///

 const double Gama ;
 
};

#endif //!defined(AFX_WORDRELVANCECALCULATOR_H__C5D16340_1E8E_450C_A65F_7101DA8D638C__INCLUDED_)