python【包含数据预处理】基于词频生成词云图

互联架构唠唠嗑 2024-06-20 07:53:59
背景目的

有一篇中文文章,或者一本小说。想要根据词频来生成词云图。

为什么中文需要分词

中文分词是理解和处理中文文本的关键步骤,它直接影响到后续的文本分析和信息提取的准确性和有效性。

无明显单词分隔:中文文本不像英文那样使用空格来分隔单词,中文字符通常连续书写,没有明显的单词边界。语言单位:中文的基本语言单位是字,但单独的字往往不能表达完整的意思。中文的表达往往需要由多个字组成的词语来实现。语境依赖性:中文词语的意义很大程度上依赖于语境,相同的字在不同的词语中可能有不同的意义。词义丰富性:中文中的词语往往比单个的字具有更丰富的语义信息,分词有助于更准确地理解文本内容。语法复杂性:中文的语法结构相对复杂,词语的顺序、搭配和使用习惯对句子意义的影响很大。自然语言处理:在自然语言处理领域,分词是中文文本分析的基础步骤,无论是进行词性标注、命名实体识别还是句法分析,都需要先进行分词。信息检索和文本挖掘:分词可以提高中文信息检索和文本挖掘的准确性,有助于提取关键词和短语,从而更好地理解文本内容。文本预处理

最终目的是,生成句子数组。

在进行中文文本分析前,必须执行数据预处理步骤,以提升后续处理的准确性和效率。这包括:

移除文本中的特殊符号,因为它们通常不携带有用信息,且可能干扰分词算法。统一替换空格、换行符、制表符等空白字符为中文逗号,以保持句子的连贯性。删除无意义的英文字母,因为它们对于中文文本分析不是必要的。清除文本中的网址、图片链接、日期等信息,这些通常与文本的主题无关,可能会影响分析结果。

数据处理函数

处理文本,过滤不需要无意义的字符。

 import re  def data_process(str_data):     # 定义正则表达式模式     # 去除换行、空格     str_data = re.sub(r'[\n\s]+', '', str_data)     # 匹配网址     url_pattern = r'http[s]?://(?:[a-zA-Z]|[0-9]|[$-_@.&+]|[!*\(\),]|(?:%[0-9a-fA-F][0-9a-fA-F]))+'     # 匹配日期格式如 YYYY/MM/DD, YYYY-MM-DD, YYYY年MM月DD日     date_pattern = r'\d{4}[/\-]?\d{1,2}[/\-]?\d{1,2}'     # 匹配邮箱地址     email_pattern = r'\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+.[A-Z|a-z]{2,}\b'     # 匹配数字     number_pattern = r'\d+'     # 匹配英文字母     english_letter_pattern = r'[a-zA-Z]'      # 替换空白字符为空格     str_data = re.sub(r'\s', ',', str_data) ​     # 删除特殊符号、网址、日期、邮箱、数字和英文字母     str_data = re.sub(url_pattern, '', str_data)     str_data = re.sub(date_pattern, '', str_data)     str_data = re.sub(email_pattern, '', str_data)     str_data = re.sub(number_pattern, '', str_data)     str_data = re.sub(english_letter_pattern, '', str_data) ​     # 删除标点符号     punctuation = r""""!!??#$%&'()()*+-/:;▪³/<=>@[\]^_`●{|}~⦅⦆「」、、〃》「」『』【】[]〔〕〖〗〘〙{}〚〛*°▽〜〝〞〟〰〾〿–—‘'‛“”„‟…‧﹏"""     str_data = re.sub(f"[{re.escape(punctuation)}]+", '', str_data) ​     return str_data.strip() ​ sample_text = "这是一个例子。\n包含网址 http://example.com,参考文献[1]{,日期2024-06-18。" processed_text = data_process(sample_text) print(processed_text)

句子数组函数封装

读取txt文件生成句子数组

 def getText(filename):     sentences = []     with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as fp:         for line in fp:             processed_line = data_process(line)             if processed_line:  # 检查处理后的句子是否为空或只包含空白字符                 sentences.extend(re.split(r'[。!?]', processed_line))  # 使用更复杂的句子划分规则         # 去除列表中的空字符串     sentences = [sentence for sentence in sentences if sentence.strip()]     return sentences

输出结果

分词和词频统计

jieba分词

Jieba分词是一个流行的中文分词Python库,它的主要特点和作用可以简单概括为:

什么是Jieba分词:一个用于中文文本分词的库。做了什么:识别中文文本中的单词边界,将连续的文本切分成单独的词语。得到什么:提供分词后的结果,即文本中各个词语的列表。

Jieba 分词器属于概率语言模型分词,基于前缀词典实现高效的词图扫描,生成句子中汉字所有可能成词情况构建成有向无环图,然后采用动态规划寻找最大概率路径,找出基于词频的最大切分组合。对于不存在与前缀词典中的词,采用了汉字成词能力的 HMM 模型,使用了 Viterbi 算法。Jieba 的切分模式有全模式、精确模式、搜索引擎模式,更多详细信息可以查看 github 仓库。

以下是 Jieba 分词器中一些常用函数的:

函数名

描述

jieba.cut

对输入文本进行分词,返回一个可迭代的分词结果

jieba.cut_for_search

在搜索引擎模式下对输入文本进行分词,返回一个可迭代的分词结果

jieba.lcut

对输入文本进行分词,返回一个列表形式的分词结果

jieba.lcut_for_search

在搜索引擎模式下对输入文本进行分词,返回一个列表形式的分词结果

jieba.add_word

向分词词典中添加新词

jieba.del_word

从分词词典中删除指定词

jieba.load_userdict

加载用户自定义词典

jieba.analyse.extract_tags

提取文本中的关键词,返回一个列表形式的关键词结果

词频函数封装

统计句子列表中名词('n', 'nr', 'nz')的词频, 返回一个字典

 import jieba.posseg as psg ​ def getWordFrequency(sentences):     """    统计句子列表中名词('n', 'nr', 'nz')的词频    :param sentences: 包含多个句子的列表    :return: 包含名词词频的字典    """     words_dict = {}  # 用于存储词频的字典     for text in sentences:         # 去掉标点符号         text = re.sub("[\s+.!/_,$%^*(+"']+|[+——!,。?、~@#¥%……&*()]+", "", text)                  # 使用结巴分词进行词性标注         wordGen = psg.cut(text)                  # 遍历分词结果,统计名词词频         for word, attr in wordGen:             if attr in ['n', 'nr', 'nz']:  # 判断词性是否为名词                 if word in words_dict.keys():                     words_dict[word] += 1                 else:                     words_dict[word] = 1     return words_dict ​ if __name__ == "__main__":     sentences = getText("../百度百科-黄河.txt")     # pprint(sentences)     words_dict = getWordFrequency(sentences)     pprint(words_dict)

输出结果

由词频生成词云

完整代码

 import re from pprint import pprint import jieba.posseg as psg from wordcloud import WordCloud import matplotlib.pyplot as plt ​ ​ def data_process(str_data):     # 定义正则表达式模式     # 去除换行、空格     str_data = re.sub(r'[\n\s]+', '', str_data)     # 匹配网址     url_pattern = r'http[s]?://(?:[a-zA-Z]|[0-9]|[$-_@.&+]|[!*\(\),]|(?:%[0-9a-fA-F][0-9a-fA-F]))+'     # 匹配日期格式如 YYYY/MM/DD, YYYY-MM-DD, YYYY年MM月DD日     date_pattern = r'\d{4}[/\-]?\d{1,2}[/\-]?\d{1,2}'     # 匹配邮箱地址     email_pattern = r'\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+.[A-Z|a-z]{2,}\b'     # 匹配数字     number_pattern = r'\d+'     # 匹配英文字母     english_letter_pattern = r'[a-zA-Z]' ​     # 替换空白字符为空格     str_data = re.sub(r'\s', ',', str_data) ​     # 删除特殊符号、网址、日期、邮箱、数字和英文字母     str_data = re.sub(url_pattern, '', str_data)     str_data = re.sub(date_pattern, '', str_data)     str_data = re.sub(email_pattern, '', str_data)     str_data = re.sub(number_pattern, '', str_data)     str_data = re.sub(english_letter_pattern, '', str_data) ​     # 删除标点符号     punctuation = r""""!!??#$%&'()()*+-/:;▪³/<=>@[\]^_`●{|}~⦅⦆「」、、〃》「」『』【】[]〔〕〖〗〘〙{}〚〛*°▽〜〝〞〟〰〾〿–—‘'‛“”„‟…‧﹏"""     str_data = re.sub(f"[{re.escape(punctuation)}]+", '', str_data) ​     return str_data.strip() ​ def getText(filename):     sentences = []     with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as fp:         for line in fp:             processed_line = data_process(line)             if processed_line:  # 检查处理后的句子是否为空或只包含空白字符                 sentences.extend(re.split(r'[。!?]', processed_line))  # 使用更复杂的句子划分规则         # 去除列表中的空字符串     sentences = [sentence for sentence in sentences if sentence.strip()]     return sentences ​ def getWordFrequency(sentences):     """    统计句子列表中名词('n', 'nr', 'nz')的词频    :param sentences: 包含多个句子的列表    :return: 包含名词词频的字典    """     words_dict = {}  # 用于存储词频的字典     for text in sentences:         # 去掉标点符号         text = re.sub("[\s+.!/_,$%^*(+"']+|[+——!,。?、~@#¥%……&*()]+", "", text) ​         # 使用结巴分词进行词性标注         wordGen = psg.cut(text) ​         # 遍历分词结果,统计名词词频         for word, attr in wordGen:             if attr in ['n', 'nr', 'nz']:  # 判断词性是否为名词                 if word in words_dict.keys():                     words_dict[word] += 1                 else:                     words_dict[word] = 1     return words_dict ​ ​ if __name__ == "__main__":     sentences = getText("../百度百科-黄河.txt")     # pprint(sentences)     words_dict = getWordFrequency(sentences) ​     # 创建 wordcloud 对象,背景图片为 graph,背景色为白色     wc = WordCloud(font_path='../Hiragino.ttf', width=800, height=600, mode='RGBA', background_color=None)     # 生成词云     wc.generate_from_frequencies(words_dict)     # 显示词云     plt.imshow(wc, interpolation='bilinear')     plt.axis('off')     plt.show()

词云结果

作者:Wusp1994链接:https://juejin.cn/post/7381423581018243112

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简介:感谢大家的关注