1. 為什么需要Simhash?

傳統相似度算法：文本相似度的計算，一般使用向量空間模型(VSM)，先對文本分詞，提取特征，根據特征建立文本向量，把文本之間相似度的計算轉化為特征向量距離的計算，如歐式距離、余弦夾角等。

缺點：大數據情況下復雜度會很高。

Simhash應用場景：計算大規模文本相似度，實現海量文本信息去重。

Simhash算法原理：通過hash值比較相似度，通過兩個字符串計算出的hash值，進行異或操作，然后得到相差的個數，數字越大則差異越大。

2. 文章關鍵詞特征提取算法TD-IDF

詞頻（TF）：一個詞語在整篇文章中出現的次數與詞語總個數之比；

逆向詞頻（IDF)：一個詞語，在所有文章中出現的頻率都非常高，這個詞語不具有代表性，就可以降低其作用，也就是賦予其較小的權值。

??????? 分子代表文章總數，分母表示該詞語在這些文章出現的篇數。一般會采取分母加一的方法，防止分母為0的情況出現，在這個比值之后取對數，就是IDF了。

??????? 最終用tf*idf得到一個詞語的權重，進而計算一篇文章的關鍵詞。然后根據每篇文章對比其關鍵詞的方法來對文章進行去重。simhash算法對效率和性能進行平衡，既可以很少的對比（關鍵詞不能取太多），又能有好的代表性（關鍵詞不能過少）。

3. Simhash原理

??????? Simhash是一種局部敏感hash。即假定A、B具有一定的相似性，在hash之后，仍然能保持這種相似性，就稱之為局部敏感hash。

??????? 得到一篇文章關鍵詞集合，通過hash的方法把關鍵詞集合hash成一串二進制，直接對比二進制數，其相似性就是兩篇文檔的相似性，在查看相似性時采用海明距離，即在對比二進制的時候，看其有多少位不同，就稱海明距離為多少。

??????? 將文章simhash得到一串64位的二進制，根據經驗一般取海明距離為3作為閾值，即在64位二進制中，只要有三位以內不同，就可以認為兩個文檔是相似的，這里的閾值也可以根據自己的需求來設置。也就是把一個文檔hash之后得到一串二進制數的算法，稱這個hash為simhash。

simhash具體實現步驟如下：

1. 將文檔分詞，取一個文章的TF-IDF權重最高的前20個詞（feature）和權重（weight）。即一篇文檔得到一個長度為20的（feature：weight）的集合。

2. 對其中的詞（feature），進行普通的哈希之后得到一個64為的二進制，得到長度為20的（hash : weight）的集合。

3. 根據（2）中得到一串二進制數（hash）中相應位置是1是0，對相應位置取正值weight和負值weight。例如一個詞進過（2）得到（010111：5）進過步驟（3）之后可以得到列表[-5,5,-5,5,5,5]。由此可以得到20個長度為64的列表[weight，-weight...weight]代表一個文檔。

4. 對（3）中20個列表進行列向累加得到一個列表。如[-5,5,-5,5,5,5]、[-3,-3,-3,3,-3,3]、[1,-1,-1,1,1,1]進行列向累加得到[-7，1，-9，9，3，9]，這樣，我們對一個文檔得到，一個長度為64的列表。

5. 對（4）中得到的列表中每個值進行判斷，當為負值的時候去0，正值取1。例如，[-7，1，-9，9，3，9]得到010111，這樣就得到一個文檔的simhash值了。

6. 計算相似性。兩個simhash取異或，看其中1的個數是否超過3。超過3則判定為不相似，小于等于3則判定為相似。

Simhash整體流程圖如下：

?4. Simhash的不足

??????? 完全無關的文本正好對應成了相同的simhash，精確度并不是很高，而且simhash更適用于較長的文本，但是在大規模語料進行去重時，simhash的計算速度優勢還是很不錯的。

5. Simhash算法實現

# !/usr/bin/python # coding=utf-8class Simhash:def __init__(self, tokens='', hashbits=128):self.hashbits = hashbitsself.hash = self.simhash(tokens)def __str__(self):return str(self.hash)# 生成simhash值def simhash(self, tokens):v = [0] * self.hashbitsfor t in [self._string_hash(x) for x in tokens]: # t為token的普通hash值for i in range(self.hashbits):bitmask = 1 << iif t & bitmask:v[i] += 1 # 查看當前bit位是否為1,是的話將該位+1else:v[i] -= 1 # 否則的話,該位-1fingerprint = 0for i in range(self.hashbits):if v[i] >= 0:fingerprint += 1 << ireturn fingerprint # 整個文檔的fingerprint為最終各個位>=0的和# 求海明距離def hamming_distance(self, other):x = (self.hash ^ other.hash) & ((1 << self.hashbits) - 1)tot = 0while x:tot += 1x &= x - 1return tot# 求相似度def similarity(self, other):a = float(self.hash)b = float(other.hash)if a > b:return b / aelse:return a / b# 針對source生成hash值def _string_hash(self, source):if source == "":return 0else:x = ord(source[0]) << 7m = 1000003mask = 2 ** self.hashbits - 1for c in source:x = ((x * m) ^ ord(c)) & maskx ^= len(source)if x == -1:x = -2return x

測試

if __name__ == '__main__':s = 'This is a test string for testing'hash1 = Simhash(s.split())s = 'This is a string testing 11'hash2 = Simhash(s.split())print(hash1.hamming_distance(hash2), " ", hash1.similarity(hash2))

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Simhash算法及python实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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