HanLP是一系列模型与算法组成的NLP工具包,目标是普及自然语言处理在生产环境中的应用。HanLP具备功能完善、性能高效、架构清晰、语料时新、可自定义的特点。内部算法经过工业界和学术界考验,配套书籍《自然语言处理入门》已经出版。目前,基于深度学习的HanLP 2.x已正式发布,次世代最先进的NLP技术,支持包括简繁中英日俄法德在内的104种语言上的联合任务。
HanLP提供下列功能:
在提供丰富功能的同时,HanLP内部模块坚持低耦合、模型坚持惰性加载、服务坚持静态提供、词典坚持明文发布,使用非常方便。默认模型训练自全世界最大规模的中文语料库,同时自带一些语料处理工具,帮助用户训练自己的模型。
《自然语言处理入门》、随书代码、在线演示、Python调用、Solr及Lucene插件、论坛、论文引用、更多信息。
为了方便用户,特提供内置了数据包的Portable版,只需在pom.xml加入:
<dependency>
<groupId>com.hankcs</groupId>
<artifactId>hanlp</artifactId>
<version>portable-1.8.3</version>
</dependency>
零配置,即可使用基本功能(除由字构词、依存句法分析外的全部功能)。如果用户有自定义的需求,可以参考方式二,使用hanlp.properties进行配置(Portable版同样支持hanlp.properties)。
HanLP将数据与程序分离,给予用户自定义的自由。
下载后解压到任意目录,接下来通过配置文件告诉HanLP数据包的位置。
HanLP中的数据分为词典和模型,其中词典是词法分析必需的,模型是句法分析必需的。
data
│
├─dictionary
└─model
用户可以自行增删替换,如果不需要句法分析等功能的话,随时可以删除model文件夹。
配置文件的作用是告诉HanLP数据包的位置,只需修改第一行
root=D:/JavaProjects/HanLP/
为data的父目录即可,比如data目录是/Users/hankcs/Documents/data
,那么root=/Users/hankcs/Documents/
。
最后将hanlp.properties
放入classpath即可,对于多数项目,都可以放到src或resources目录下,编译时IDE会自动将其复制到classpath中。除了配置文件外,还可以使用环境变量HANLP_ROOT
来设置root
。安卓项目请参考demo。
如果放置不当,HanLP会提示当前环境下的合适路径,并且尝试从项目根目录读取数据集。
HanLP几乎所有的功能都可以通过工具类HanLP
快捷调用,当你想不起来调用方法时,只需键入HanLP.
,IDE应当会给出提示,并展示HanLP完善的文档。
所有Demo都位于com.hankcs.demo下,比文档覆盖了更多细节,更新更及时,强烈建议运行一遍。此处仅列举部分常用接口。
System.out.println(HanLP.segment("你好,欢迎使用HanLP汉语处理包!"));
List<Term> termList = StandardTokenizer.segment("商品和服务");
System.out.println(termList);
Tokenizer
结尾,在接下来的例子中会继续介绍。HanLP.segment
其实是对StandardTokenizer.segment
的包装。System.out.println(NLPTokenizer.segment("我新造一个词叫幻想乡你能识别并标注正确词性吗?"));
// 注意观察下面两个“希望”的词性、两个“晚霞”的词性
System.out.println(NLPTokenizer.analyze("我的希望是希望张晚霞的背影被晚霞映红").translateLabels());
System.out.println(NLPTokenizer.analyze("支援臺灣正體香港繁體:微软公司於1975年由比爾·蓋茲和保羅·艾倫創立。"));
NLPTokenizer
会执行词性标注和命名实体识别,由结构化感知机序列标注框架支撑。9970
万字的大型综合语料库,是已知范围内全世界最大的中文分词语料库。语料库规模决定实际效果,面向生产环境的语料库应当在千万字量级。欢迎用户在自己的语料上训练新模型以适应新领域、识别新的命名实体。List<Term> termList = IndexTokenizer.segment("主副食品");
for (Term term : termList)
{
System.out.println(term + " [" + term.offset + ":" + (term.offset + term.word.length()) + "]");
}
IndexTokenizer
是面向搜索引擎的分词器,能够对长词全切分,另外通过term.offset
可以获取单词在文本中的偏移量。Segment
的enableIndexMode
方法激活索引模式。Segment nShortSegment = new NShortSegment().enableCustomDictionary(false).enablePlaceRecognize(true).enableOrganizationRecognize(true);
Segment shortestSegment = new DijkstraSegment().enableCustomDictionary(false).enablePlaceRecognize(true).enableOrganizationRecognize(true);
String[] testCase = new String[]{
"今天,刘志军案的关键人物,山西女商人丁书苗在市二中院出庭受审。",
"刘喜杰石国祥会见吴亚琴先进事迹报告团成员",
};
for (String sentence : testCase)
{
System.out.println("N-最短分词:" + nShortSegment.seg(sentence) + "\n最短路分词:" + shortestSegment.seg(sentence));
}
NShortSegment
比最短路分词器慢,但是效果稍微好一些,对命名实体识别能力更强。 CRFLexicalAnalyzer analyzer = new CRFLexicalAnalyzer();
String[] tests = new String[]{
"商品和服务",
"上海华安工业(集团)公司董事长谭旭光和秘书胡花蕊来到美国纽约现代艺术博物馆参观",
"微软公司於1975年由比爾·蓋茲和保羅·艾倫創立,18年啟動以智慧雲端、前端為導向的大改組。" // 支持繁体中文
};
for (String sentence : tests)
{
System.out.println(analyzer.analyze(sentence));
}
/**
* 演示极速分词,基于AhoCorasickDoubleArrayTrie实现的词典分词,适用于“高吞吐量”“精度一般”的场合
* @author hankcs
*/
public class DemoHighSpeedSegment
{
public static void main(String[] args)
{
String text = "江西鄱阳湖干枯,中国最大淡水湖变成大草原";
System.out.println(SpeedTokenizer.segment(text));
long start = System.currentTimeMillis();
int pressure = 1000000;
for (int i = 0; i < pressure; ++i)
{
SpeedTokenizer.segment(text);
}
double costTime = (System.currentTimeMillis() - start) / (double)1000;
System.out.printf("分词速度:%.2f字每秒", text.length() * pressure / costTime);
}
}
/**
* 演示用户词典的动态增删
*
* @author hankcs
*/
public class DemoCustomDictionary
{
public static void main(String[] args)
{
// 动态增加
CustomDictionary.add("攻城狮");
// 强行插入
CustomDictionary.insert("白富美", "nz 1024");
// 删除词语(注释掉试试)
// CustomDictionary.remove("攻城狮");
System.out.println(CustomDictionary.add("单身狗", "nz 1024 n 1"));
System.out.println(CustomDictionary.get("单身狗"));
String text = "攻城狮逆袭单身狗,迎娶白富美,走上人生巅峰"; // 怎么可能噗哈哈!
// AhoCorasickDoubleArrayTrie自动机扫描文本中出现的自定义词语
final char[] charArray = text.toCharArray();
CustomDictionary.parseText(charArray, new AhoCorasickDoubleArrayTrie.IHit<CoreDictionary.Attribute>()
{
@Override
public void hit(int begin, int end, CoreDictionary.Attribute value)
{
System.out.printf("[%d:%d]=%s %s\n", begin, end, new String(charArray, begin, end - begin), value);
}
});
// 自定义词典在所有分词器中都有效
System.out.println(HanLP.segment(text));
}
}
CustomDictionary
是一份全局的用户自定义词典,可以随时增删,影响全部分词器。另外可以在任何分词器中关闭它。通过代码动态增删不会保存到词典文件。Segment
提供高低优先级应对不同场景,请参考FAQ。CustomDictionary
主词典文本路径是data/dictionary/custom/CustomDictionary.txt
,用户可以在此增加自己的词语(不推荐);也可以单独新建一个文本文件,通过配置文件CustomDictionaryPath=data/dictionary/custom/CustomDictionary.txt; 我的词典.txt;
来追加词典(推荐)。[单词] [词性A] [A的频次] [词性B] [B的频次] ...
如果不填词性则表示采用词典的默认词性。全国地名大全.txt ns;
如果词典路径后面空格紧接着词性,则该词典默认是该词性。Segment#enableCustomDictionaryForcing
强制生效。String[] testCase = new String[]{
"签约仪式前,秦光荣、李纪恒、仇和等一同会见了参加签约的企业家。",
"王国强、高峰、汪洋、张朝阳光着头、韩寒、小四",
"张浩和胡健康复员回家了",
"王总和小丽结婚了",
"编剧邵钧林和稽道青说",
"这里有关天培的有关事迹",
"龚学平等领导,邓颖超生前",
};
Segment segment = HanLP.newSegment().enableNameRecognize(true);
for (String sentence : testCase)
{
List<Term> termList = segment.seg(sentence);
System.out.println(termList);
}
HanLP.segment()
接口中使用的分词器等等,用户不必手动开启;上面的代码只是为了强调。关键年
,则可以通过在data/dictionary/person/nr.txt
加入一条关键年 A 1
来排除关键年
作为人名的可能性,也可以将关键年
作为新词登记到自定义词典中。String[] testCase = new String[]{
"一桶冰水当头倒下,微软的比尔盖茨、Facebook的扎克伯格跟桑德博格、亚马逊的贝索斯、苹果的库克全都不惜湿身入镜,这些硅谷的科技人,飞蛾扑火似地牺牲演出,其实全为了慈善。",
"世界上最长的姓名是简森·乔伊·亚历山大·比基·卡利斯勒·达夫·埃利奥特·福克斯·伊维鲁莫·马尔尼·梅尔斯·帕特森·汤普森·华莱士·普雷斯顿。",
};
Segment segment = HanLP.newSegment().enableTranslatedNameRecognize(true);
for (String sentence : testCase)
{
List<Term> termList = segment.seg(sentence);
System.out.println(termList);
}
String[] testCase = new String[]{
"北川景子参演了林诣彬导演的《速度与激情3》",
"林志玲亮相网友:确定不是波多野结衣?",
};
Segment segment = HanLP.newSegment().enableJapaneseNameRecognize(true);
for (String sentence : testCase)
{
List<Term> termList = segment.seg(sentence);
System.out.println(termList);
}
String[] testCase = new String[]{
"武胜县新学乡政府大楼门前锣鼓喧天",
"蓝翔给宁夏固原市彭阳县红河镇黑牛沟村捐赠了挖掘机",
};
Segment segment = HanLP.newSegment().enablePlaceRecognize(true);
for (String sentence : testCase)
{
List<Term> termList = segment.seg(sentence);
System.out.println(termList);
}
String[] testCase = new String[]{
"我在上海林原科技有限公司兼职工作,",
"我经常在台川喜宴餐厅吃饭,",
"偶尔去地中海影城看电影。",
};
Segment segment = HanLP.newSegment().enableOrganizationRecognize(true);
for (String sentence : testCase)
{
List<Term> termList = segment.seg(sentence);
System.out.println(termList);
}
String content = "程序员(英文Programmer)是从事程序开发、维护的专业人员。一般将程序员分为程序设计人员和程序编码人员,但两者的界限并不非常清楚,特别是在中国。软件从业人员分为初级程序员、高级程序员、系统分析员和项目经理四大类。";
List<String> keywordList = HanLP.extractKeyword(content, 5);
System.out.println(keywordList);
TextRankKeyword
实现,用户可以直接调用TextRankKeyword.getKeywordList(document, size)
String document = "算法可大致分为基本算法、数据结构的算法、数论算法、计算几何的算法、图的算法、动态规划以及数值分析、加密算法、排序算法、检索算法、随机化算法、并行算法、厄米变形模型、随机森林算法。\n" +
"算法可以宽泛的分为三类,\n" +
"一,有限的确定性算法,这类算法在有限的一段时间内终止。他们可能要花很长时间来执行指定的任务,但仍将在一定的时间内终止。这类算法得出的结果常取决于输入值。\n" +
"二,有限的非确定算法,这类算法在有限的时间内终止。然而,对于一个(或一些)给定的数值,算法的结果并不是唯一的或确定的。\n" +
"三,无限的算法,是那些由于没有定义终止定义条件,或定义的条件无法由输入的数据满足而不终止运行的算法。通常,无限算法的产生是由于未能确定的定义终止条件。";
List<String> sentenceList = HanLP.extractSummary(document, 3);
System.out.println(sentenceList);
TextRankSentence
实现,用户可以直接调用TextRankSentence.getTopSentenceList(document, size)
。String text = "算法工程师\n" +
"算法(Algorithm)是一系列解决问题的清晰指令,也就是说,能够对一定规范的输入,在有限时间内获得所要求的输出。如果一个算法有缺陷,或不适合于某个问题,执行这个算法将不会解决这个问题。不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。一个算法的优劣可以用空间复杂度与时间复杂度来衡量。算法工程师就是利用算法处理事物的人。\n" +
"\n" +
"1职位简介\n" +
"算法工程师是一个非常高端的职位;\n" +
"专业要求:计算机、电子、通信、数学等相关专业;\n" +
"学历要求:本科及其以上的学历,大多数是硕士学历及其以上;\n" +
"语言要求:英语要求是熟练,基本上能阅读国外专业书刊;\n" +
"必须掌握计算机相关知识,熟练使用仿真工具MATLAB等,必须会一门编程语言。\n" +
"\n" +
"2研究方向\n" +
"视频算法工程师、图像处理算法工程师、音频算法工程师 通信基带算法工程师\n" +
"\n" +
"3目前国内外状况\n" +
"目前国内从事算法研究的工程师不少,但是高级算法工程师却很少,是一个非常紧缺的专业工程师。算法工程师根据研究领域来分主要有音频/视频算法处理、图像技术方面的二维信息算法处理和通信物理层、雷达信号处理、生物医学信号处理等领域的一维信息算法处理。\n" +
"在计算机音视频和图形图像技术等二维信息算法处理方面目前比较先进的视频处理算法:机器视觉成为此类算法研究的核心;另外还有2D转3D算法(2D-to-3D conversion),去隔行算法(de-interlacing),运动估计运动补偿算法(Motion estimation/Motion Compensation),去噪算法(Noise Reduction),缩放算法(scaling),锐化处理算法(Sharpness),超分辨率算法(Super Resolution),手势识别(gesture recognition),人脸识别(face recognition)。\n" +
"在通信物理层等一维信息领域目前常用的算法:无线领域的RRM、RTT,传送领域的调制解调、信道均衡、信号检测、网络优化、信号分解等。\n" +
"另外数据挖掘、互联网搜索算法也成为当今的热门方向。\n" +
"算法工程师逐渐往人工智能方向发展。";
List<String> phraseList = HanLP.extractPhrase(text, 10);
System.out.println(phraseList);
MutualInformationEntropyPhraseExtractor
实现,用户可以直接调用MutualInformationEntropyPhraseExtractor.extractPhrase(text, size)
。/**
* 汉字转拼音
* @author hankcs
*/
public class DemoPinyin
{
public static void main(String[] args)
{
String text = "重载不是重任";
List<Pinyin> pinyinList = HanLP.convertToPinyinList(text);
System.out.print("原文,");
for (char c : text.toCharArray())
{
System.out.printf("%c,", c);
}
System.out.println();
System.out.print("拼音(数字音调),");
for (Pinyin pinyin : pinyinList)
{
System.out.printf("%s,", pinyin);
}
System.out.println();
System.out.print("拼音(符号音调),");
for (Pinyin pinyin : pinyinList)
{
System.out.printf("%s,", pinyin.getPinyinWithToneMark());
}
System.out.println();
System.out.print("拼音(无音调),");
for (Pinyin pinyin : pinyinList)
{
System.out.printf("%s,", pinyin.getPinyinWithoutTone());
}
System.out.println();
System.out.print("声调,");
for (Pinyin pinyin : pinyinList)
{
System.out.printf("%s,", pinyin.getTone());
}
System.out.println();
System.out.print("声母,");
for (Pinyin pinyin : pinyinList)
{
System.out.printf("%s,", pinyin.getShengmu());
}
System.out.println();
System.out.print("韵母,");
for (Pinyin pinyin : pinyinList)
{
System.out.printf("%s,", pinyin.getYunmu());
}
System.out.println();
System.out.print("输入法头,");
for (Pinyin pinyin : pinyinList)
{
System.out.printf("%s,", pinyin.getHead());
}
System.out.println();
}
}
AhoCorasickDoubleArrayTrie
,性能大幅提升,能够提供毫秒级的响应速度!/**
* 简繁转换
* @author hankcs
*/
public class DemoTraditionalChinese2SimplifiedChinese
{
public static void main(String[] args)
{
System.out.println(HanLP.convertToTraditionalChinese("用笔记本电脑写程序"));
System.out.println(HanLP.convertToSimplifiedChinese("「以後等妳當上皇后,就能買士多啤梨慶祝了」"));
}
}
打印机=印表機
。许多简繁转换工具不能区分“以后”“皇后”中的两个“后”字,HanLP可以。/**
* 文本推荐(句子级别,从一系列句子中挑出与输入句子最相似的那一个)
* @author hankcs
*/
public class DemoSuggester
{
public static void main(String[] args)
{
Suggester suggester = new Suggester();
String[] titleArray =
(
"威廉王子发表演说 呼吁保护野生动物\n" +
"《时代》年度人物最终入围名单出炉 普京马云入选\n" +
"“黑格比”横扫菲:菲吸取“海燕”经验及早疏散\n" +
"日本保密法将正式生效 日媒指其损害国民知情权\n" +
"英报告说空气污染带来“公共健康危机”"
).split("\\n");
for (String title : titleArray)
{
suggester.addSentence(title);
}
System.out.println(suggester.suggest("发言", 1)); // 语义
System.out.println(suggester.suggest("危机公共", 1)); // 字符
System.out.println(suggester.suggest("mayun", 1)); // 拼音
}
}
/**
* 演示词向量的训练与应用
*
* @author hankcs
*/
public class DemoWord2Vec
{
public static void main(String[] args) throws IOException
{
WordVectorModel wordVectorModel = trainOrLoadModel();
printNearest("中国", wordVectorModel);
printNearest("美丽", wordVectorModel);
printNearest("购买", wordVectorModel);
// 文档向量
DocVectorModel docVectorModel = new DocVectorModel(wordVectorModel);
String[] documents = new String[]{
"山东苹果丰收",
"农民在江苏种水稻",
"奥运会女排夺冠",
"世界锦标赛胜出",
"中国足球失败",
};
System.out.println(docVectorModel.similarity(documents[0], documents[1]));
System.out.println(docVectorModel.similarity(documents[0], documents[4]));
for (int i = 0; i < documents.length; i++)
{
docVectorModel.addDocument(i, documents[i]);
}
printNearestDocument("体育", documents, docVectorModel);
printNearestDocument("农业", documents, docVectorModel);
printNearestDocument("我要看比赛", documents, docVectorModel);
printNearestDocument("要不做饭吧", documents, docVectorModel);
}
}
/**
* 依存句法分析(MaxEnt和神经网络句法模型需要-Xms1g -Xmx1g -Xmn512m)
* @author hankcs
*/
public class DemoDependencyParser
{
public static void main(String[] args)
{
CoNLLSentence sentence = HanLP.parseDependency("徐先生还具体帮助他确定了把画雄鹰、松鼠和麻雀作为主攻目标。");
System.out.println(sentence);
// 可以方便地遍历它
for (CoNLLWord word : sentence)
{
System.out.printf("%s --(%s)--> %s\n", word.LEMMA, word.DEPREL, word.HEAD.LEMMA);
}
// 也可以直接拿到数组,任意顺序或逆序遍历
CoNLLWord[] wordArray = sentence.getWordArray();
for (int i = wordArray.length - 1; i >= 0; i--)
{
CoNLLWord word = wordArray[i];
System.out.printf("%s --(%s)--> %s\n", word.LEMMA, word.DEPREL, word.HEAD.LEMMA);
}
// 还可以直接遍历子树,从某棵子树的某个节点一路遍历到虚根
CoNLLWord head = wordArray[12];
while ((head = head.HEAD) != null)
{
if (head == CoNLLWord.ROOT) System.out.println(head.LEMMA);
else System.out.printf("%s --(%s)--> ", head.LEMMA, head.DEPREL);
}
}
}
NeuralNetworkDependencyParser
实现,用户可以直接调用NeuralNetworkDependencyParser.compute(sentence)
KBeamArcEagerDependencyParser
本章详细介绍HanLP中的词典格式,满足用户自定义的需要。HanLP中有许多词典,它们的格式都是相似的,形式都是文本文档,随时可以修改。
词典分为词频词性词典和词频词典。
CoreNatureDictionary.txt
)
[单词] [词性A] [A的频次] [词性B] [B的频次] ...
。.txt
词典文件的分隔符为空格或制表符,所以不支持含有空格的词语。如果需要支持空格,请使用英文逗号,
分割的纯文本.csv
文件。在使用Excel等富文本编辑器时,则请注意保存为纯文本形式。CoreNatureDictionary.ngram.txt
)
[单词] [单词的频次]
。少数词典有自己的专用格式,比如同义词词典兼容《同义词词林扩展版》的文本格式,而转移矩阵词典则是一个csv表格。
下文主要介绍通用词典,如不注明,词典特指通用词典。
Trie树(字典树)是HanLP中使用最多的数据结构,为此,我实现了通用的Trie树,支持泛型、遍历、储存、载入。
用户自定义词典采用AhoCorasickDoubleArrayTrie和二分Trie树储存,其他词典采用基于双数组Trie树(DoubleArrayTrie)实现的AC自动机AhoCorasickDoubleArrayTrie。关于一些常用数据结构的性能评估,请参考wiki。
词典有两个形态:文本文件(filename.txt)和缓存文件(filename.txt.bin或filename.txt.trie.dat和filename.txt.trie.value)。
HanLP的核心词典训练自人民日报2014语料,语料不是完美的,总会存在一些错误。这些错误可能会导致分词出现奇怪的结果,这时请打开调试模式排查问题:
HanLP.Config.enableDebug();
data/dictionary/CoreNatureDictionary.txt
中发现了一个不是词的词,或者词性标注得明显不对,那么你可以修改它,然后删除缓存文件使其生效。CoreNatureDictionary.ngram.txt
的缓存依赖于CoreNatureDictionary.txt
的缓存,修改了后者之后必须同步删除前者的缓存,否则可能出错data/dictionary/CoreNatureDictionary.ngram.txt
储存的是两个词的接续,如果你发现不可能存在这种接续时,删掉即可。若还有疑问,请参考《自然语言处理入门》相应章节。如果问题解决了,欢迎向我提交一个pull request,这是我在代码库中保留明文词典的原因,众人拾柴火焰高!