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1.什么是搜索引擎?
搜索引擎是“对网络信息资源进行搜集整理并提供信息查询服务的系统,包括信息搜集、信息整理和用户查询三部分”。如图1是搜索引擎的一般结构,信息搜集模块从网络采集信息到网络信息库之中(一般使用爬虫);然后信息整理模块对采集的信息进行分词、去停用词、赋权重等操作后建立索引表(一般是倒排索引)构成索引库;最后用户查询模块就可以识别用户的检索需求并提供检索服务啦。
图1 搜索引擎的一般结构
2. 使用python实现一个简单搜索引擎
2.1 问题分析
从图1看,一个完整的搜索引擎架构从互联网搜集信息开始,可以使用python编写一个爬虫,这是python的强项。
接着,信息处理模块。分词?停用词?倒排表?what?什么乱七八糟的?不用管它,我们有前辈们造好的轮子---Pylucene(lucene的python封装版本,Lucene能够帮助开发者为软件、系统增添检索功能。Lucene是一套用于全文检索和搜寻的开源程序库)。使用Pylucene可以简单的帮助我们完成对采集到的信息进行处理,包括索引的建立和搜索。
最后,为了能在网页上使用我们的搜索引擎,我们使用flask这个轻量级 Web 应用框架做一个小网页获取搜索语句并反馈搜索结果。
2.2 爬虫设计
主要搜集以下内容:目标网页的标题、目标网页的主要文字内容、目标网页指向其他页面的URL地址。网络爬虫的工作流程如图2所。爬虫的主要数据结构是队列。首先,起始的种子节点进入队列,然后从队列中取出一个节点访问,抓取该节点页面上的目标信息,再将该节点页面指向其他页面的URL链接放进队列,再从队列中取出新的节点进行访问,直至队列为空。通过队列“先进先出”的特点实现广度优先的遍历算法,逐个访问站点的每一页面。
图2
2.3 pylucene的使用
Pylucene中关于建立索引的类主要有Directory、Analyzer、IndexWriter、Document、Filed。
Directory是Pylucene中关于文件操作的类。它有SimpleFSDirectory和RAMDirectory、CompoundFileDirectory、FileSwitchDirectory等11个子类,列举的四个是与索引目录的保存相关的子类,SimpleFSDirectory是将构建的索引保存至文件系统之中;RAMDirectory是将索引保存至RAM内存之中;CompoundFileDirectory是一种复合的索引保存方式;而FileSwitchDirectory允许临时切换索引的保存方式以发挥各种索引保存方式的优点。
Analyzer,分析器。它是对爬虫获得的将要进行构建索引的文本进行处理的类。包括了文本进行分词操作、去掉停用词、转换大小写等操作。Pylucene自带了若干分析器,构建索引时也可使用第三方分析器或
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