Python中的字符串相似度实例分析

发布时间：2022-05-12 13:42:26 作者：iii
来源：亿速云阅读：298

本文小编为大家详细介绍“Python中的字符串相似度实例分析”，内容详细，步骤清晰，细节处理妥当，希望这篇“Python中的字符串相似度实例分析”文章能帮助大家解决疑惑，下面跟着小编的思路慢慢深入，一起来学习新知识吧。

Python字符串相似度

利用difflib模块—实现两个字符串或文本相似度比较

首先导入difflib模块

import difflib

示例：

Str = '上海中心大厦'
s1  = '大厦'
s2  = '上海中心'
s3  = '上海中心大楼'

print(difflib.SequenceMatcher(None, Str, s1).quick_ratio())  
print(difflib.SequenceMatcher(None, Str, s2).quick_ratio())  
print(difflib.SequenceMatcher(None, Str, s3).quick_ratio())

0.5
0.8
0.8333333333333334

Python相似度评估

在评估相似度的时候，经常会用到“距离”：

1. 在计算图片的相似度时，我自己用到过余弦距离

有没有搞错，又不是学几何，怎么扯到夹角余弦了？各位看官稍安勿躁。几何中夹角余弦可用来衡量两个向量方向的差异，机器学习中借用这一概念来衡量样本向量之间的差异。

(1)在二维空间中向量A(x1,y1)与向量B(x2,y2)的夹角余弦公式：

(2)两个n维样本点a(x11,x12,…,x1n)和b(x21,x22,…,x2n)的夹角余弦

类似的，对于两个n维样本点a(x11,x12,…,x1n)和b(x21,x22,…,x2n)，可以使用类似于夹角余弦的概念来衡量它们间的相似程度。

即：

夹角余弦取值范围为[-1,1]。夹角余弦越大表示两个向量的夹角越小，夹角余弦越小表示两向量的夹角越大。当两个向量的方向重合时夹角余弦取最大值1，当两个向量的方向完全相反夹角余弦取最小值-1。

import numpy as np
# 余弦相似度（法1）：
def cosin_distance2(vector1, vector2):
 
    user_item_matric = np.vstack((vector1, vector2))
    sim = user_item_matric.dot(user_item_matric.T)
    norms = np.array([np.sqrt(np.diagonal(sim))])
    user_similarity = (sim / norms / norms.T)[0][1]
    return user_similarity
 
data = np.load("data/all_features.npy")
#sim = cosin_distance(data[22], data[828])
sim = cosin_distance2(data[22], data[828])
print(sim)
 
# 余弦相似度（法2）
from sklearn.metrics.pairwise import cosine_similarity
a = np.array([1, 2, 8, 4, 6])
a1 = np.argsort(a)
user_tag_matric = np.vstack((a, a1))
user_similarity = cosine_similarity(user_tag_matric)
print(user_similarity[0][1])
 
# 余弦相似度（法3）
from sklearn.metrics.pairwise import pairwise_distances
a = np.array([1, 2, 8, 4, 6])
a1 = np.argsort(a)
user_tag_matric = np.vstack((a, a1))
user_similarity = pairwise_distances(user_tag_matric, metric='cosine')
print(1-user_similarity[0][1])

需要注意的一点是，用pairwise_distances计算的Cosine distance是1-（cosine similarity）结果

2.欧式距离

欧氏距离是最易于理解的一种距离计算方法，源自欧氏空间中两点间的距离公式

# 1) given two data points, calculate the euclidean distance between them
def get_distance(data1, data2):
    points = zip(data1, data2)
    diffs_squared_distance = [pow(a - b, 2) for (a, b) in points]
    return math.sqrt(sum(diffs_squared_distance))

3. 曼哈顿距离

从名字就可以猜出这种距离的计算方法了。想象你在曼哈顿要从一个十字路口开车到另外一个十字路口，驾驶距离是两点间的直线距离吗？显然不是，除非你能穿越大楼。实际驾驶距离就是这个“曼哈顿距离”。而这也是曼哈顿距离名称的来源，曼哈顿距离也称为城市街区距离(CityBlock distance)。

def Manhattan(vec1, vec2):
    npvec1, npvec2 = np.array(vec1), np.array(vec2)
    return np.abs(npvec1-npvec2).sum()
# Manhattan_Distance,

4.切比雪夫距离

国际象棋玩过么？国王走一步能够移动到相邻的8个方格中的任意一个。那么国王从格子(x1,y1)走到格子(x2,y2)最少需要多少步？自己走走试试。你会发现最少步数总是max(| x2-x1 | , | y2-y1 | ) 步。有一种类似的一种距离度量方法叫切比雪夫距离。

def Chebyshev(vec1, vec2):
    npvec1, npvec2 = np.array(vec1), np.array(vec2)
    return max(np.abs(npvec1-npvec2))
# Chebyshev_Distance

5.闵可夫斯基距离

闵氏距离不是一种距离，而是一组距离的定义

#!/usr/bin/env python
 
from math import*
from decimal import Decimal
 
def nth_root(value,n_root):
    root_value=1/float(n_root)
    return round(Decimal(value)**Decimal(root_value),3)
 
def minkowski_distance(x,y,p_value):
    return nth_root(sum(pow(abs(a-b),p_value) for a,b in zip(x,y)),p_value)
 
print(minkowski_distance([0,3,4,5],[7,6,3,-1],3))

6.标准化欧氏距离

标准化欧氏距离是针对简单欧氏距离的缺点而作的一种改进方案。标准欧氏距离的思路：既然数据各维分量的分布不一样，好吧！那我先将各个分量都“标准化”到均值、方差相等吧

def Standardized_Euclidean(vec1,vec2,v):
    from scipy import spatial
    npvec = np.array([np.array(vec1), np.array(vec2)])
    return spatial.distance.pdist(npvec, 'seuclidean', V=None)
# Standardized Euclidean distance
# http://blog.csdn.net/jinzhichaoshuiping/article/details/51019473

7.马氏距离

def Mahalanobis(vec1, vec2):
    npvec1, npvec2 = np.array(vec1), np.array(vec2)
    npvec = np.array([npvec1, npvec2])
    sub = npvec.T[0]-npvec.T[1]
    inv_sub = np.linalg.inv(np.cov(npvec1, npvec2))
    return math.sqrt(np.dot(inv_sub, sub).dot(sub.T))
# MahalanobisDistance

8.编辑距离

def Edit_distance_str(str1, str2):
    import Levenshtein
    edit_distance_distance = Levenshtein.distance(str1, str2)
    similarity = 1-(edit_distance_distance/max(len(str1), len(str2)))
    return {'Distance': edit_distance_distance, 'Similarity': similarity}
# Levenshtein distance

其中，输入数据是两个同维度的数组

读到这里，这篇“Python中的字符串相似度实例分析”文章已经介绍完毕，想要掌握这篇文章的知识点还需要大家自己动手实践使用过才能领会，如果想了解更多相关内容的文章，欢迎关注亿速云行业资讯频道。