WordNet词网研究6——之JWI（Java Wordnet Interface)WordNet Java接口
JWI (the MIT Java Wordnet Interface) is a Java library for interfacing with Wordnet. JWI supports access to Wordnet versions 1.6 through 3.0, among other related Wordnet extensions. Wordnet is a freely and publicly available semantic dictionary of English, developed at Princeton University.
JWI is written for Java 1.5.0 and has the package namespace edu.mit.jwi. The distribution does not include the Wordnet dictionary files; these can be downloaded from the Wordnet download site. This version of software is distributed under a license that makes it free to use for all purposes, as long as proper copyright acknowledgement is made.
The javadoc API is posted online for your convenience. So is the version changelog. If you find JWI useful, have found a bug, or would like to request a new feature, please contact me.
DescriptionLinkBinary Files Onlyedu.mit.jwi_2.2.2.jar (143 kb)User's Manualedu.mit.jwi_2.2.2_manual.pdf (276 kb)Source Onlyedu.mit.jwi_2.2.2_src.zip (143 kb)Javadocsedu.mit.jwi_2.2.2_javadoc.zip (617 kb) | onlineDevelopment Kit (binaries and source)edu.mit.jwi_2.2.2_jdk.jar (273 kb)All-in-One (jdk, javadocs, manual)edu.mit.jwi_2.2.2_all.zip (1,090 kb)
From:http://projects.csail.mit.edu/jwi/
JWI是由MIT麻省理工学院，计算机科学与人工智能实验室， Mark Alan.Finlayson主持的项目。JWI是用于访问WordNet的Java API。
一、WordNet与JWI使用实例：
1.先安装WordNet
安装过程略，设置环境变量WNHOME，指向WordNet的安装根目录。例如：
WNHOME = “E:\Commonly Application\WordNet\2.1”；
2.下载JWI
到http://projects.csail.mit.edu/jwi/下载JWI，使用其jdk来进行测试、开发等。
3.测试
写一个测试类：
import java.io.File;
import java.io.IOException;
importjava.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import edu.mit.jwi.Dictionary;
import edu.mit.jwi.IDictionary;
import edu.mit.jwi.item.IIndexWord;
import edu.mit.jwi.item.IWord;
import edu.mit.jwi.item.IWordID;
import edu.mit.jwi.item.POS;
public class test {
public static void main(String[] args) throws IOException{
testDitctionary();
}
public static void testDitctionary() throws IOException{
// construct the URL to the Wordnet dictionary directory
String wnhome = System.getenv("WNHOME"); //获取环境变量WNHOME
String path = wnhome + File.separator+ "dict";
URL url=new URL("file", null, path); //创建一个URL对象，指向WordNet的ditc目录
// construct the dictionary object and open it
IDictionary dict=new Dictionary(url);
dict.open(); //打开词典
// look up first sense of the word "dog "
IIndexWord idxWord=dict.getIndexWord("dog", POS.NOUN);//获取一个索引词，（dog,名词）
IWordID wordID=idxWord.getWordIDs().get(0);//获取dog第一个词义ID
IWord word = dict.getWord(wordID); //获取该词
System .out . println ("Id = " + wordID );
System .out . println (" 词元 = " + word . getLemma ());
System .out . println (" 注解 = " + word . getSynset (). getGloss ());
}
}
执行得到的结果如下：
Id = WID-02064081-N-??-dog
词元 = dog
注解 = a member of the genus Canis (probably descended from the common wolf) that has been domesticated by man since prehistoric times; occurs in many breeds; "the dog barked all night"
这是一个初步是使用JWI的例子。
二、JWI装载WordNet到内存的遍历性能优化：
JWI2.2.x系列一个新的特点是可以将WordNet装载到内存中，这一举措大大的改善了遍历WordNet的性能。其中实现该功能的是，JWI的edu.mit.jwi.RAMDictionary类，该类可以设定是否将WordNet装入内存。
写一个遍历WordNet的函数trek()，对使用RAMDictionary来打开WordNet，对不装载入内存和装载入内存进行比较；
importjava.io.File;
importjava.io.IOException;
importjava.util.Iterator;
importedu.mit.jwi.IDictionary;
importedu.mit.jwi.IRAMDictionary;
importedu.mit.jwi.RAMDictionary;
importedu.mit.jwi.data.ILoadPolicy;
importedu.mit.jwi.item.IIndexWord;
importedu.mit.jwi.item.IWordID;
importedu.mit.jwi.item.POS;
public classRAMDictionaryTest {
public static voidmain(String[] args) throwsIOException, Exception{
String wnhome = System.getenv("WNHOME"); //获取环境变量WNHOM
String path = wnhome + File.separator+ "dict"
File wnDir=newFile(path);
testRAMDictionary(wnDir);
}
public static voidtestRAMDictionary(File wnDir)throwsIOException, InterruptedException{
IRAMDictionary dict=newRAMDictionary(wnDir, ILoadPolicy.NO_LOAD);
dict.open();
//周游WordNet
System.out.print("没装载前：\n");
trek(dict);
//now load into memor
System.out.print("\nLoading Wordnet into memory...");
longt=System.currentTimeMillis();
dict.load(true);
System.out.printf("装载时间：done(%1d msec)\n", System.currentTimeMillis()-t);
//装载后在周游
System.out.print("\n装载后：\n");
trek(dict);
}
/*
* this method is Achieved to trek around the WordNet
*/
public static voidtrek(IDictionary dict){
inttickNext=0;
inttickSize=20000;
intseen=0;
System.out.print("Treking across Wordnet");
longt=System.currentTimeMillis();
for(POS pos:POS.values()){ //遍历所有词性
for(Iterator<IIndexWord> i=dict.getIndexWordIterator(pos);i.hasNext();){
//遍历某一个词性的所有索引
for(IWordID wid:i.next().getWordIDs()){
//遍历每一个词的所有义项
seen+=dict.getWord(wid).getSynset().getWords().size();//获取某一个synsets所具有的词
if(seen>tickNext){
System.out.print(".");
tickNext=seen + tickSize;
}
}
}
}
System.out.printf("done (%1d msec)\n",System.currentTimeMillis()-t);
System.out.println("In my trek I saw "+ seen + " words");
}
}
执行的效果为：
没装载前
Treking across Wordnet...........................done (3765 msec)
In my trek I saw 523260 words
Loading Wordnet into memory...装载时间：done(10625 msec)
装载后：
Treking across Wordnet...........................done (328 msec)
In my trek I saw 523260 words
由结果可见，不装如内存的周游WordNet的时间为3765 ms，而装入内存后的周游时间为328 ms，结果中的10625ms把装入内存所消耗的时间。就周游的时间而言转入内存后的时间更快速。
三、JWI获取同义词以及抛出NullPointerException原因解析
获取一个词的Synset内的同义词，一下是一个示例：获取“go”的同义词。
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import edu.mit.jwi.Dictionary;
import edu.mit.jwi.IDictionary;
import edu.mit.jwi.item.IIndexWord;
import edu.mit.jwi.item.ISynset;
import edu.mit.jwi.item.IWord;
import edu.mit.jwi.item.IWordID;
import edu.mit.jwi.item.POS;
public class GetWordSynsetsTest {
public static void main(String[] args) throws IOException{
String wnhome = System.getenv("WNHOME"); //获取WordNet根目录环境变量WNHOME
String path = wnhome + File.separator+ "dict";
File wnDir=new File(path);
URL url=new URL("file", null, path);
IDictionary dict=new Dictionary(url);
dict.open();//打开词典
getSynonyms(dict); //testing
}
public static void getSynonyms(IDictionary dict){
// look up first sense of the word "go"
IIndexWord idxWord =dict.getIndexWord("go", POS.VERB);
IWordID wordID = idxWord.getWordIDs().get(0) ; // 1st meaning
IWord word = dict.getWord(wordID);
ISynset synset = word.getSynset (); //ISynset是一个词的同义词集的接口
// iterate over words associated with the synset
for(IWord w : synset.getWords())
System.out.println(w.getLemma());//打印同义词集中的每个同义词
}
}
执行的结果为：
go
move
locomote
在获取一个IndexWord时，很容易抛出一个运行异常，即NullPointerException。这是因为在WordNet里找不着你想要的词。但是这个词在实际英语环境中是存在的。可能的原因如下：
1.所输入的词形式不对，比如：go写成了gone，或者dog写成dogs等非源词形式了。
2.可能是你在构造词时，在如getIndexWord("go", POS.VERB)函数中词性参数输入错误，比如上例中输入的词性是POS.ADVERB。由于go没有副词，所以汇报NullPointerException异常。
3.一些新的单词根本还没录入WordNet。
四、JWI寻找父类词
上义词Hypernyms，即俗称的父类，再次称为父类词。查找一个词的父类词，则使用JWI提供的ISynset对象的getRelatedSynsets(IPointerType)方法来寻找，其中IPointerType为Synsets之间的关系指针，通过设置其为Pointer.HYPERNYM则可以实现寻找该词的父类。
实例：
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import edu.mit.jwi.Dictionary;
import edu.mit.jwi.IDictionary;
import edu.mit.jwi.item.IIndexWord;
import edu.mit.jwi.item.ISynset;
import edu.mit.jwi.item.ISynsetID;
import edu.mit.jwi.item.IWord;
import edu.mit.jwi.item.IWordID;
import edu.mit.jwi.item.POS;
import edu.mit.jwi.item.Pointer;
public class GetHypernymsTest {
public static void main(String[] args) throws IOException{
String wnhome = System.getenv("WNHOME"); //获取WordNet根目录环境变量WNHOME
String path = wnhome + File.separator+ "dict";
File wnDir=new File(path);
IDictionary dict=new Dictionary(wnDir);
dict.open();//打开词典
getHypernyms(dict);//testing
}
public static void getHypernyms(IDictionary dict){
//获取指定的synset
IIndexWord idxWord = dict.getIndexWord("article", POS.NOUN);//获取dog的IndexWord
IWordID wordID = idxWord.getWordIDs().get(0); //取出第一个词义的词的ID号
IWord word = dict.getWord(wordID); //获取词
ISynset synset = word.getSynset(); //获取该词所在的Synset
// 获取hypernyms
List<ISynsetID> hypernyms =synset.getRelatedSynsets(Pointer.HYPERNYM );//通过指针类型来获取相关的词集，其中Pointer类型为HYPERNYM
// print out each hypernyms id and synonyms
List <IWord > words ;
for( ISynsetID sid : hypernyms ){
words = dict.getSynset(sid).getWords(); //从synset中获取一个Word的list
System.out.print(sid + "{");
for( Iterator<IWord > i = words.iterator(); i.hasNext();){
System.out.print(i.next().getLemma ());
if(i. hasNext ()){
System.out.print(", ");
}
}
System .out . println ("}");
}
}
}
执行结果为：
SID-06282025-N{nonfiction, nonfictional_prose}
SID-06186871-N{piece}
从结果看出article有两个父类，第一个为文学、小说、文章等，第二个指片段、一张、片等。
五、JWI的词典指针和语义指针
为什么要说明这个问题呢？
是因为有时候明明知道在WordNet中又这么两个词，但却无法使用JWI由item X指向Item Y，原因就是混用了JWI的词典指针lexical pointers和语义指针semantic pointers。这里的指针不是C/C++的指针，是指词条之间、词集之间的一个连接关系。
词典指针——指词与词一次之间的关联关系，比如说dog与domestic dog的近义词等关系。包括词同形异义的两个词，派生关系等等；其工作的范围是词与词之间。
语义指针——指词集与词集之间的关联关系，一个词集Synset是包含多个词的，词集之间包括了词典指针的关系，只要是使用关联比如上下词关系、部分与整体等。其工作的范围是词集。
WordNet结果图如下，包括词索引，词，词集以及相应的指针：
其中，红色的指针就是语义指针，而Word之间的蓝绿指针是词典指针。
指针使用方法
而当使用语义指针时，必须使用ISynset对象的ISynset.getRelatedSynsets(IPointer)方法。而使用词典指针时，你可以使用IWord对象的IWord.getRelatedWords(IPointer)方法。
至于如何去使用这两个指针，什么时候使用词典指针，什么时候使用语义指针，什么时候可以两者都是用，很不幸地是，WordNet的相关文档解释很少。不过M.A. Finlayson为我们通过观察和统计WordNet，指出了如图说是的指针统计表。
WordNet2.1以上的版本都几乎相似。