編輯距離演算法應用總結

2021-10-04 19:28:40 字數 1365 閱讀 2713

專案中應用了編輯距離演算法解決問題,做個總結。作為業務團隊的同學,平時應用演算法解決問題的機會並不多,但是還是要有這個能力 / 思維,對技術架構 / 技術選型都有幫助,遇到演算法資源不足的情況,也能頂上。編輯距離演算法可以用於衡量文字相似度,進而解決文字的模糊搜尋 / 匹配問題。編輯距離又叫 levenshtein 距離(萊文斯坦距離),區別於漢明距離(等長字串對應位置的不同字元的個數),不僅可以替換字元,還可以增刪字元。演算法時間複雜度是 o(m*n),如果文字數量(t)較大,遍歷文字集合,計算關鍵字和文字 pair 的編輯距離,再做 top_k 遴選,時間複雜度為 o(m*n*t + logt*t),當 t 較大時將會存在效能問題。這個效能問題的一種解法是將萊文斯坦距離降級為漢明距離,不考慮增減字元的情況,用利用 lsh 演算法的思想進行分桶匹配,快速鎖定一些桶,只匹配這些桶內的文字,也就是快速排除一些桶,減少匹配次數,從而提公升速度。(lsh 演算法的應用下次展開)。在我的專案中,文字數量在 1w 左右,並且我們通過邊緣計算的方式化解伺服器的負載壓力,最終還是應用編輯距離演算法解決我們業務的文字模糊匹配問題。

編輯距離演算法是個經典 dp (動態規劃)問題。完美契合 dp 問題的兩大特徵,一是問題可分解為規模更小的子問題,二是子問題解之間存在推導關係。對於編輯距離求解問題,我們把 s1(長度 m ) 和 s2 (長度 n) 的編輯距離定義為 d(m, n),用 d(m-1, n) 表示 s1 的子串(移除最後乙個字元)和 s2 之間的編輯距離,同理定義 d(m, n-1) 、d(m-1, n-1),那麼問題解之間的推導關係為,d(m, n) = d(m-1, n-1) if s1[m-1] == s2[n-1],d(m, n) = min(d(m-1, n), d(m, n-1)) + 1 if s1[m-1] != s2[n-1]。基本原理就是這樣。

在實際應用的時候,我們一是對空間複雜度進行了優化(常規優化操作),二是微調演算法滿足業務需要的特定匹配規則。一,我們的直接反應會使用乙個 m*n 的二維資料儲存解空間,空間複雜度是 o(m*n),但仔細觀察一下,在推導過程中,新一行的解只依賴上一行的解,意味著我們可以只儲存上一行的解,空間複雜度可以降為 o(n)。二,在我們的專案中,s1 是乙個段落,s2 是關鍵字,我們的編輯距離並不是嚴格意義上的編輯距離,嚴格來說,我們業務需要的是 s1 的連續子串和 s2 的編輯距離,(聽起來問題複雜了好多),(業務含義是這個段落裡是不是包含了疑似 s2 的子串)。理解起來,s1 的連續子串和 s2 的編輯距離,可以轉化為 s1 向 s2 轉化(編輯 / 匹配)的過程,s1 的字首、字尾可以不參與匹配,或者說可以自由刪除 s1 的字首、字尾,而不增加編輯距離,這樣的話,我們對演算法的微調方法就出來了,1,初始化時,d(i, 0) = 0, 0 <= i < m,表示可以刪除 s1 的字首而不增加編輯距離,2,求解最終解時,取 min(d(i, n)), 0 <= i < m,表示可以刪除 s1 的字尾而不增加編輯距離。

編輯距離及編輯距離演算法

編輯距離概念描述 編輯距離,又稱levenshtein距離,是指兩個字串之間,由乙個轉成另乙個所需的最少編輯操作次數。許可的編輯操作包括將乙個字元替換成另乙個字元,插入乙個字元,刪除乙個字元。例如將kitten一字轉成sitting sitten k s sittin e i sitting g 俄...

編輯距離及編輯距離演算法

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編輯距離及編輯距離演算法

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