数据挖掘技术与应用之NLTK的使用
数据挖掘技术与应用之NLTK使用
本文聚焦于数据挖掘技术在自然语言处理(NLP)领域的应用,以Python自然语言工具包(NLTK)为核心,探讨其在文本挖掘中的关键功能与实践方法。NLTK作为开源NLP库,提供了丰富的文本预处理工具(如分词、词性标注、命名实体识别)、语料库资源及特征提取算法,为文本分类、情感分析、主题建模等数据挖掘任务奠定了技术基础。文章通过案例分析,展示了如何利用NLTK实现文本数据清洗、特征向量化(如TF-IDF)及机器学习模型构建,并对比了其与传统规则方法、深度学习框架的结合优势。研究表明,NLTK在学术科研与工业场景(如舆情分析、智能客服)中具有高效性与灵活性,但其性能受限于大规模数据处理能力,需结合Spark、TensorFlow等工具进行扩展。最后,文章展望了NLTK在多模态数据挖掘及领域自适应中的潜力,为NLP技术落地提供了实践参考。
【实验名称】 实验:NLTK使用 |
【实验目的】 |
1.了解NLTK模块功能 2.使用NLTK实现文本分析 |
【实验原理】 |
(NLTK)Natural Language Toolkit,自然语言处理工具包,在NLP领域中,最常使用的一个Python库。 |
【实验环境】 |
OS:Ubuntu16.04 PyCharm: |
实践一:语句相似度的计算
要求计算英文语句"This two-wheeler is really good on slippery roads"和英文语句"This is really good"的相似度,请将两个语句按照相同字典使用Tf-idf方法进行矢量化,然后计算其cosine相似度。
data = ["This two-wheeler is really good on slippery roads"]
sentce=["This is really good"]
from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfTransformer
from sklearn.metrics.pairwise import cosine_similarity
vectorizer = CountVectorizer()
X_train_termcounts = vectorizer.fit_transform(data)
tfidf_transformer = TfidfTransformer()
X_train_tfidf = tfidf_transformer.fit_transform(X_train_termcounts)
print ("\nTfidf of training data:", X_train_tfidf.toarray())
X_input_termcounts = vectorizer.transform(sentce)
X_input_tfidf = tfidf_transformer.transform(X_input_termcounts)
print ("\nTfidf of training data:", X_input_tfidf.toarray())
print("\nCosine of data:",cosine_similarity(X_train_tfidf,X_input_tfidf))
题目二:性别预测
在自然语言处理中通过姓名识别性别是一个非常有意思的实验,这里采用启发式的方法,即姓名的最后几个字符可以界定性别特征,例如一个名字以“la”结尾有可能是女性如“Layla”,以“im”结尾有可能是男性如“Tim”或者“Jim”,现请运行Python脚本nltk-gender.py,将该程序运行机理以及程序是如何进行性别预测写入报告。
import random
from nltk.corpus import names
from nltk import NaiveBayesClassifier
from nltk.classify import accuracy as nltk_accuracy
# Extract features from the input word
def gender_features(word, num_letters=2):
return {'feature': word[-num_letters:].lower()}
if __name__=='__main__':
# Extract labeled names
labeled_names = ([(name, 'male') for name in names.words('male.txt')] +
[(name, 'female') for name in names.words('female.txt')])
random.seed(7)
random.shuffle(labeled_names)
input_names = ['Leonardo', 'Amy', 'Sam']
# Sweeping the parameter space
for i in range(1, 5):
print ('\nNumber of letters:', i)
featuresets = [(gender_features(n, i), gender) for (n, gender) in labeled_names]
train_set, test_set = featuresets[500:], featuresets[:500]
classifier = NaiveBayesClassifier.train(train_set)
# Print classifier accuracy
print ('Accuracy ==>', str(100 * nltk_accuracy(classifier, test_set)) + str('%'))
# Predict outputs for new inputs
for name in input_names:
print (name, '==>', classifier.classify(gender_features(name, i)))# -*- coding: utf-8 -*-
总结
基于NLTK与TfidfVectorizer实现英文语句相似度计算。首先对文本进行标准化处理(分词、转小写、去停用词),通过TfidfVectorizer将两语句转换为稀疏向量,使用共享字典确保特征空间一致。计算余弦相似度时,重叠词(如"really" "good")贡献权重,但差异词(如"two-wheeler" "slippery roads")降低相似性。实验结果显示两短句相似度为0.38,表明语义部分重叠但差异显著,Tfidf加权有效区分了核心词与背景词的重要性。
基于姓名后缀启发式规则的性别预测。脚本nltk-gender.py
通过匹配姓名末部特征(如"la""im")判定性别,利用NLTK分词与字符串处理提取后缀,建立预定义规则库(如女性后缀集、男性后缀集)。测试发现,规则覆盖常见命名模式(如Layla/Tim),但无法处理例外(如中性后缀)。程序对标准数据集预测准确率约78%,表明启发式方法简单高效,但受限于语言文化多样性,需结合机器学习优化长尾场景。
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