資訊檢索 簡單易懂的倒排索引(原理 例子)

2021-10-22 03:05:27 字數 2061 閱讀 4450

0 引言

今天介紹一下倒排索引,倒排索引又叫反向索引(inverted index),既然有反向索引那就有正向索引(forward index)了。一些相關概念可以看前文資訊檢索(information retrieval)相關概念

1 正向索引和反向索引

為了增加效率,搜尋引擎會把正向索引變為反向索引(倒排索引)即把「文件→單詞」的形式變為「單詞→文件」的形式。倒排索引具體機構如下:

單詞1→文件1的id;文件2的id;文件3的id…

單詞2→文件1的id;文件4的id;文件7的id…

2 單詞-文件矩陣

單詞-文件矩陣是表達兩者之間所具有的一種包含關係的概念模型。

現有以下幾個文件:

此時使用者查詢為「蘋果 and (賈伯斯 or ipad2)」,表示包含單詞「蘋果」,同時還包含「賈伯斯」或「ipad2」的其中乙個。

則「單詞-文件」矩陣為:

該矩陣可以從兩個方向進行解讀:

搜尋引擎的索引其實就是實現「單詞-文件」矩陣的具體資料結構。可以有不同的方式來實現上述概念模型,比如「倒排索引」、「簽名檔案」、「字尾樹」等方式,但是「倒排索引」是實現單詞到文件對映關係的最佳實現方式。

3 倒排索引

倒排索引(inverted index):倒排索引是實現「單詞-文件矩陣」的一種具體儲存形式,通過倒排索引,可以根據單詞快速獲取包含這個單詞的文件列表。倒排索引主要由兩個部分組成:「單詞詞典」和「倒排檔案」

4 倒排索引簡單例項

還是用上面提到的例子:

這五個文件中的數字代表文件的id,比如"doc1"中的「1」。

通過這5個文件建立簡單的倒排索引:

單詞id(wordid)

單詞(word)

倒排列表(docid)

1賈伯斯

1,3,4,52蘋果

2,3,5

3ipad2

3,44宣布3

5了1,4,5……

…​ 首先要用分詞系統將文件自動切分成單詞序列,這樣就讓文件轉換為由單詞序列構成的資料流,並對每個不同的單詞賦予唯一的單詞編號(wordid),並且每個單詞都有對應的含有該單詞的文件列表即倒排列表。如上表所示,第一列為單詞id,第二列為單詞id對應的單詞,第三列為單詞對應的倒排列表。如第乙個單詞id「1」對應的單詞為「賈伯斯」,單詞「賈伯斯」的倒排列表為,即文件1、文件3、文件4、文件5都包含有單詞「賈伯斯」。

這上面的列表是最簡單的倒排索引,下面介紹一種更加複雜,包含資訊更多的倒排索引。

單詞id(wordid)

單詞(word)

倒排列表(docid;tf;)

1賈伯斯

(1;1;<1>),(3;1;<6>),(4;1;<1>),(5;1;<1>)2蘋果

(2;1;<1>),(3;1;<1>),(5;1;<5>)

3ipad2

(3;1;<8>),(4;1;<7>)4宣布

(3;1;<7>)5了

(1;1;<3>),(4;1;<3>)(5;1;<3>)……

tf(term frequency): 單詞在文件**現的次數。

pos: 單詞在文件**現的位置。

這個**展示了更加複雜的倒排索引,前兩列不變,第三列倒排索引包含的資訊為(文件id,單詞頻次,《單詞位置》),比如單詞「賈伯斯」對應的倒排索引裡的第一項(1;1;<1>)意思是,文件1包含了「賈伯斯」,並且在這個文件中只出現了1次,位置在第乙個。

5 結語

全文檢索和倒排索引原理講解

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