贝叶斯文本分类 java实现

    昨天实现了一个基于贝叶斯定理的的文本分类，贝叶斯定理假设特征属性（在文本中就是词汇）对待分类项的影响都是独立的，道理比较简单，在中文分类系统中，分类的准确性与分词系统的好坏有很大的关系，这段代码也是试验不同分词系统才顺手写的一个。
    试验数据用的sogou实验室的文本分类样本，一共分为9个类别，每个类别文件夹下大约有2000篇文章。由于文本数据量确实较大，所以得想办法让每次训练的结果都能保存起来，以便于下次直接使用，我这里使用序列化的方式保存在硬盘。
  训练代码如下：

/**
 * 训练器
 * 
 * @author duyf
 * 
 */
class Train implements Serializable {

	/**
	 * 
	 */
	private static final long serialVersionUID = 1L;

	public final static String SERIALIZABLE_PATH = "D:\\workspace\\Test\\SogouC.mini\\Sample\\Train.ser";
	// 训练集的位置
	private String trainPath = "D:\\workspace\\Test\\SogouC.mini\\Sample";

	// 类别序号对应的实际名称
	private Map<String, String> classMap = new HashMap<String, String>();

	// 类别对应的txt文本数
	private Map<String, Integer> classP = new ConcurrentHashMap<String, Integer>();

	// 所有文本数
	private AtomicInteger actCount = new AtomicInteger(0);

	

	// 每个类别对应的词典和频数
	private Map<String, Map<String, Double>> classWordMap = new ConcurrentHashMap<String, Map<String, Double>>();

	// 分词器
	private transient Participle participle;

	private static Train trainInstance = new Train();

	public static Train getInstance() {
		trainInstance = new Train();

		// 读取序列化在硬盘的本类对象
		FileInputStream fis;
		try {
			File f = new File(SERIALIZABLE_PATH);
			if (f.length() != 0) {
				fis = new FileInputStream(SERIALIZABLE_PATH);
				ObjectInputStream oos = new ObjectInputStream(fis);
				trainInstance = (Train) oos.readObject();
				trainInstance.participle = new IkParticiple();
			} else {
				trainInstance = new Train();
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return trainInstance;
	}

	private Train() {
		this.participle = new IkParticiple();
	}

	public String readtxt(String path) {
		BufferedReader br = null;
		StringBuilder str = null;
		try {
			br = new BufferedReader(new FileReader(path));

			str = new StringBuilder();

			String r = br.readLine();

			while (r != null) {
				str.append(r);
				r = br.readLine();

			}

			return str.toString();
		} catch (IOException ex) {
			ex.printStackTrace();
		} finally {
			if (br != null) {
				try {
					br.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			str = null;
			br = null;
		}

		return "";
	}

	/**
	 * 训练数据
	 */
	public void realTrain() {
		// 初始化
		classMap = new HashMap<String, String>();
		classP = new HashMap<String, Integer>();
		actCount.set(0);
		classWordMap = new HashMap<String, Map<String, Double>>();

		// classMap.put("C000007", "汽车");
		classMap.put("C000008", "财经");
		classMap.put("C000010", "IT");
		classMap.put("C000013", "健康");
		classMap.put("C000014", "体育");
		classMap.put("C000016", "旅游");
		classMap.put("C000020", "教育");
		classMap.put("C000022", "招聘");
		classMap.put("C000023", "文化");
		classMap.put("C000024", "军事");

		// 计算各个类别的样本数
		Set<String> keySet = classMap.keySet();

		// 所有词汇的集合,是为了计算每个单词在多少篇文章中出现，用于后面计算df
		final Set<String> allWords = new HashSet<String>();

		// 存放每个类别的文件词汇内容
		final Map<String, List<String[]>> classContentMap = new ConcurrentHashMap<String, List<String[]>>();

		for (String classKey : keySet) {

			Participle participle = new IkParticiple();
			Map<String, Double> wordMap = new HashMap<String, Double>();
			File f = new File(trainPath + File.separator + classKey);
			File[] files = f.listFiles(new FileFilter() {

				@Override
				public boolean accept(File pathname) {
					if (pathname.getName().endsWith(".txt")) {
						return true;
					}
					return false;
				}

			});

			// 存储每个类别的文件词汇向量
			List<String[]> fileContent = new ArrayList<String[]>();
			if (files != null) {
				for (File txt : files) {
					String content = readtxt(txt.getAbsolutePath());
					// 分词
					String[] word_arr = participle.participle(content, false);
					fileContent.add(word_arr);
					// 统计每个词出现的个数
					for (String word : word_arr) {
						if (wordMap.containsKey(word)) {
							Double wordCount = wordMap.get(word);
							wordMap.put(word, wordCount + 1);
						} else {
							wordMap.put(word, 1.0);
						}
						
					}
				}
			}

			// 每个类别对应的词典和频数
			classWordMap.put(classKey, wordMap);

			// 每个类别的文章数目
			classP.put(classKey, files.length);
			actCount.addAndGet(files.length);
			classContentMap.put(classKey, fileContent);

		}

		

		

		// 把训练好的训练器对象序列化到本地 （空间换时间）
		FileOutputStream fos;
		try {
			fos = new FileOutputStream(SERIALIZABLE_PATH);
			ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
			oos.writeObject(this);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

	/**
	 * 分类
	 * 
	 * @param text
	 * @return 返回各个类别的概率大小
	 */
	public Map<String, Double> classify(String text) {
		// 分词，并且去重
		String[] text_words = participle.participle(text, false);

		Map<String, Double> frequencyOfType = new HashMap<String, Double>();
		Set<String> keySet = classMap.keySet();
		for (String classKey : keySet) {
			double typeOfThis = 1.0;
			Map<String, Double> wordMap = classWordMap.get(classKey);
			for (String word : text_words) {
				Double wordCount = wordMap.get(word);
				int articleCount = classP.get(classKey);

				/*
				 * Double wordidf = idfMap.get(word); if(wordidf==null){
				 * wordidf=0.001; }else{ wordidf = Math.log(actCount / wordidf); }
				 */

				// 假如这个词在类别下的所有文章中木有，那么给定个极小的值 不影响计算
				double term_frequency = (wordCount == null) ? ((double) 1 / (articleCount + 1))
						: (wordCount / articleCount);

				// 文本在类别的概率 在这里按照特征向量独立统计，即概率=词汇1/文章数 * 词汇2/文章数 。。。
				// 当double无限小的时候会归为0，为了避免 *10

				typeOfThis = typeOfThis * term_frequency * 10;
				typeOfThis = ((typeOfThis == 0.0) ? Double.MIN_VALUE
						: typeOfThis);
				// System.out.println(typeOfThis+" : "+term_frequency+" :
				// "+actCount);
			}

			typeOfThis = ((typeOfThis == 1.0) ? 0.0 : typeOfThis);

			// 此类别文章出现的概率
			double classOfAll = classP.get(classKey) / actCount.doubleValue();

			// 根据贝叶斯公式 $(A|B)=S(B|A)*S(A)/S(B),由于$(B)是常数，在这里不做计算,不影响分类结果
			frequencyOfType.put(classKey, typeOfThis * classOfAll);
		}

		return frequencyOfType;
	}

	public void pringAll() {
		Set<Entry<String, Map<String, Double>>> classWordEntry = classWordMap
				.entrySet();
		for (Entry<String, Map<String, Double>> ent : classWordEntry) {
			System.out.println("类别： " + ent.getKey());
			Map<String, Double> wordMap = ent.getValue();
			Set<Entry<String, Double>> wordMapSet = wordMap.entrySet();
			for (Entry<String, Double> wordEnt : wordMapSet) {
				System.out.println(wordEnt.getKey() + ":" + wordEnt.getValue());
			}
		}
	}

	public Map<String, String> getClassMap() {
		return classMap;
	}

	public void setClassMap(Map<String, String> classMap) {
		this.classMap = classMap;
	}

}

在试验过程中，发觉某篇文章的分类不太准，某篇IT文章分到招聘类别下了，在仔细对比了训练数据后，发觉这是由于招聘类别每篇文章下面都带有“搜狗”的标志，而待分类的这篇IT文章里面充斥这搜狗这类词汇，结果招聘类下的概率比较大。由此想到，在除了做常规的贝叶斯计算时，需要把不同文本中出现次数多的词汇权重降低甚至删除（好比关键词搜索中的tf-idf），通俗点讲就是,在所有训练文本中某词汇（如的，地，得）出现的次数越多，这个词越不重要，比如IT文章中“软件”和“应用”这两个词汇，“应用”应该是很多文章类别下都有的，反而不太重要，但是“软件”这个词汇大多只出现在IT文章里，出现在大量文章的概率并不大。 我这里原本打算计算每个词的idf，然后给定一个阀值来判断是否需要纳入计算，但是由于词汇太多，计算量较大（等待结果时间较长），所以暂时注释掉了。

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评论

3 楼 njthnet 2016-06-07  

Participle 和 IkParticiple 这2个类找不到，能给个提示吗？

2 楼 u010402518 2015-10-15  

分类还是可行的，如果学习的在多一点那就会更准了。
给大家一个调用的例子
Train train = Train.getInstance();
// 训练，训练好模型之后序列化到磁盘就不用再次训练了
//train.realTrain();
Map<String, Double> resultMap = train.classify("胡润研究院今日发布《胡润百富榜》，61岁的王健林及其家族以2200亿财富超过马云，第二次成为中国首富，财富比去年增长52%。大陆十亿美金富豪人数首度超越美国，达596位。51岁的马云及其家族以1450亿元退居第二，财富比去年减少3%");

train.pringAll();

1 楼 u010402518 2015-10-15  

文章写的不错，思路很清晰，终于找到了一篇可以用的文章 。