Сравнение строк с допуском
Я ищу способ сравнить строку с массивом строк. Выполнение точного поиска довольно легко, но я хочу, чтобы моя программа терпела орфографические ошибки, отсутствующие части строки и т.д.
Есть ли какая-то структура, которая может выполнять такой поиск? У меня есть что-то в виду, что алгоритм поиска вернет несколько результатов по проценту соответствия или что-то вроде этого.
Ответы
Ответ 1
Вы можете использовать алгоритм Levenshtein Distance.
"Расстояние Левенштейна между двумя строками определяется как минимальное количество изменений, необходимых для преобразования одной строки в другую, причем допустимые операции редактирования включают вставку, удаление или замену одного символа". - Wikipedia.com
Это из dotnetperls.com:
using System;
/// <summary>
/// Contains approximate string matching
/// </summary>
static class LevenshteinDistance
{
/// <summary>
/// Compute the distance between two strings.
/// </summary>
public static int Compute(string s, string t)
{
int n = s.Length;
int m = t.Length;
int[,] d = new int[n + 1, m + 1];
// Step 1
if (n == 0)
{
return m;
}
if (m == 0)
{
return n;
}
// Step 2
for (int i = 0; i <= n; d[i, 0] = i++)
{
}
for (int j = 0; j <= m; d[0, j] = j++)
{
}
// Step 3
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
//Step 4
for (int j = 1; j <= m; j++)
{
// Step 5
int cost = (t[j - 1] == s[i - 1]) ? 0 : 1;
// Step 6
d[i, j] = Math.Min(
Math.Min(d[i - 1, j] + 1, d[i, j - 1] + 1),
d[i - 1, j - 1] + cost);
}
}
// Step 7
return d[n, m];
}
}
class Program
{
static void Main()
{
Console.WriteLine(LevenshteinDistance.Compute("aunt", "ant"));
Console.WriteLine(LevenshteinDistance.Compute("Sam", "Samantha"));
Console.WriteLine(LevenshteinDistance.Compute("flomax", "volmax"));
}
}
Фактически вы предпочитаете использовать алгоритм расстояния Damerau-Levenshtein, который также позволяет переносить символы, что является общей человеческой ошибкой при вводе данных. Здесь вы найдете реализацию С# здесь.
Ответ 2
В платформе .NET нет ничего, что поможет вам с этим готовым продуктом.
Наиболее распространенными орфографическими ошибками являются те, где буквы являются достойным фонетическим представлением слова, но не правильное написание слова.
Например, можно утверждать, что слова sword
и sord
(да, это слово) имеют одинаковые фонетические корни (они звучат одинаково, когда вы их произносите).
При этом существует ряд алгоритмов, которые можно использовать для перевода слов (даже неправильно принятых) в фонетические варианты.
Первый Soundex. Это довольно просто реализовать, и существует довольно много .NET реализации этого алгоритма. Это довольно просто, но это дает вам реальные ценности, которые вы можете сравнить друг с другом.
Другой Metaphone. Хотя я не могу найти встроенную .NET-версию Metaphone, предоставленная ссылка имеет ссылки на ряд других реализаций, которые могут быть преобразованы. Проще всего преобразовать будет, вероятно, Java-реализация алгоритма Metaphone.
Следует отметить, что алгоритм Metaphone прошел ревизии. Существует Double Metaphone (который имеет . NET-реализацию) и Метафон 3. Metaphone 3 - это коммерческое приложение, но имеет коэффициент точности 98% по сравнению со скоростью 89% точности для алгоритма Double Metaphone при работе с базой данных общих английских слов. В зависимости от ваших потребностей вы можете захотеть найти (в случае Double Metaphone) или приобрести (в случае Metaphone 3) источник для алгоритма и преобразовать или получить доступ к нему через уровень P/Invoke (существуют реализации С++ имеются в большом количестве).
Metaphone и Soundex отличаются тем, что Soundex производит числовые ключи с фиксированной длиной, тогда как Metaphone производит ключи разной длины, поэтому результаты будут разными. В конце концов, оба будут делать то же самое сравнение для вас, вам просто нужно выяснить, что соответствует вашим потребностям наилучшим образом, учитывая ваши требования и ресурсы (и уровни нетерпимости для орфографических ошибок, конечно).
Ответ 3
Вот два метода, которые вычисляют Levenshtein Distance между строками.
Расстояние Левенштейна между двумя строками определяется как минимальное количество изменений, необходимых для преобразования одной строки в другую, причем допустимые операции редактирования включают вставку, удаление или замену одного символа.
После того, как вы получите результат, вам нужно определить, какое значение вы хотите использовать в качестве порога для соответствия или нет. Запустите функцию на кучу выборочных данных, чтобы получить представление о том, как она работает, чтобы принять решение о вашем конкретном пороге.
/// <summary>
/// Calculates the Levenshtein distance between two strings--the number of changes that need to be made for the first string to become the second.
/// </summary>
/// <param name="first">The first string, used as a source.</param>
/// <param name="second">The second string, used as a target.</param>
/// <returns>The number of changes that need to be made to convert the first string to the second.</returns>
/// <remarks>
/// From http://www.merriampark.com/ldcsharp.htm
/// </remarks>
public static int LevenshteinDistance(string first, string second)
{
if (first == null)
{
throw new ArgumentNullException("first");
}
if (second == null)
{
throw new ArgumentNullException("second");
}
int n = first.Length;
int m = second.Length;
var d = new int[n + 1, m + 1]; // matrix
if (n == 0) return m;
if (m == 0) return n;
for (int i = 0; i <= n; d[i, 0] = i++)
{
}
for (int j = 0; j <= m; d[0, j] = j++)
{
}
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
for (int j = 1; j <= m; j++)
{
int cost = (second.Substring(j - 1, 1) == first.Substring(i - 1, 1) ? 0 : 1); // cost
d[i, j] = Math.Min(
Math.Min(
d[i - 1, j] + 1,
d[i, j - 1] + 1),
d[i - 1, j - 1] + cost);
}
}
return d[n, m];
}
Ответ 4
Другой вариант - сравнить фонетически с помощью Soundex или Metaphone. Я только что закончил статью, в которой представлен код С# для обоих алгоритмов. Вы можете просмотреть его на http://www.blackbeltcoder.com/Articles/algorithms/phonetic-string-comparison-with-soundex.
Ответ 5
Вы можете найти реализации алгоритмов soundex и levenshtein в open source проект CommonLibrary.NET.
Ответ 6
Вот реализация метода LevenshteinDistance, который использует гораздо меньше памяти при производстве тех же результатов. Это адаптация С# псевдокода, найденного в этой статье статьи в википедии в заголовке "Итерация с двумя матричными строками".
public static int LevenshteinDistance(string source, string target)
{
// degenerate cases
if (source == target) return 0;
if (source.Length == 0) return target.Length;
if (target.Length == 0) return source.Length;
// create two work vectors of integer distances
int[] v0 = new int[target.Length + 1];
int[] v1 = new int[target.Length + 1];
// initialize v0 (the previous row of distances)
// this row is A[0][i]: edit distance for an empty s
// the distance is just the number of characters to delete from t
for (int i = 0; i < v0.Length; i++)
v0[i] = i;
for (int i = 0; i < source.Length; i++)
{
// calculate v1 (current row distances) from the previous row v0
// first element of v1 is A[i+1][0]
// edit distance is delete (i+1) chars from s to match empty t
v1[0] = i + 1;
// use formula to fill in the rest of the row
for (int j = 0; j < target.Length; j++)
{
var cost = (source[i] == target[j]) ? 0 : 1;
v1[j + 1] = Math.Min(v1[j] + 1, Math.Min(v0[j + 1] + 1, v0[j] + cost));
}
// copy v1 (current row) to v0 (previous row) for next iteration
for (int j = 0; j < v0.Length; j++)
v0[j] = v1[j];
}
return v1[target.Length];
}
Вот функция, которая даст вам процентное сходство.
/// <summary>
/// Calculate percentage similarity of two strings
/// <param name="source">Source String to Compare with</param>
/// <param name="target">Targeted String to Compare</param>
/// <returns>Return Similarity between two strings from 0 to 1.0</returns>
/// </summary>
public static double CalculateSimilarity(string source, string target)
{
if ((source == null) || (target == null)) return 0.0;
if ((source.Length == 0) || (target.Length == 0)) return 0.0;
if (source == target) return 1.0;
int stepsToSame = LevenshteinDistance(source, target);
return (1.0 - ((double)stepsToSame / (double)Math.Max(source.Length, target.Length)));
}