Ускоренная реализация PHP Aho-Corasick - PullRequest
5 голосов
/ 23 января 2012

Есть ли рабочая реализация Aho – Corasick в PHP?Существует одно совпадение строк Aho-Corasick в PHP , упомянутое в статье в Википедии:

<?php

/* 

    This class performs a multiple pattern matching by using the Aho-Corasick algorythm, which scans text and matches all patterns "at once".

    This class can:
    - find if any of the patterns occours inside the text
    - find all occourrences of the patterns inside the text
    - substitute all occourrences of the patterns with a specified string (empty as well)

    Example of usage: 

    $words = array{ "ananas", "antani", "assassin" };
    $pm = new PatternsMatcher();    
    $pm->patterns_array = $words;   
    if ( $pm->multipattern_match( "banananassata" ) ) {
        echo "pattern found!!";         
    }


    This class is definitively open-source under no particular license.  
    If you use it, let me know what you think about it and how to improve it: 

        Marco Nobile (Università degli studi di Milano-Bicocca) - marco.nobile@unimib.it

    The code wasn't deeply tested, use as your own risk.     

    P.S.: in order to use it as a bad words black-lister, I suggest you to wrap the words with two empty spaces (eg.: "ananas"-->" ananas ") 
    in order to avoid sub-patterns detection. Moreover, better delete the word by substituting it with an empty space instead of the empty string.

*/


class PatternsMatcher {

    var $patterns_array;
    var $text;
    var $finals;
    var $delta;
    var $phi;
    var $container; 
    var $M;
    var $ready;


    /* costruttore */
    function PatternsMatcher() {
        $this->finals = array();
        $this->phi = array();
        $this->container = array();
        $this->delta = array();
        $this->patterns_array = array();
        $this->ready = false;
    }


    /* import new pattern */
    function import_pattern( $p ) {
        $this->patterns_array[]=$p;
    }


    /* shortcuts */
    function deltafun( $indice, $carattere ) {
        return $this->delta[$indice][$carattere];
    }       
    function phifun( $indice ) {
        return $this->phi[$indice+1];
    }   


    /*  chiamata (ricorsiva) che controlla l'esistenza di prefissi uguali a questa stringa. 
        il parametro limita il numero di stati oltre il quale non verificare */
    function check_border( $string , $state ) {


        /* se la stringa è lunga 0 non ho trovato prefissi buoni    */
        if ( strlen($string)==0 )  
            return 0;   

        /* se la stringa è più lunga, controlliamo non sia contenuta in un prefisso
            ovvero in una delle stringhe identificate dagli stati precedenti (<state) */
        for ($j=0; $j<$state; $j++) {

            /* se questo suffisso è uguale ad un pattern, ritorna lo stato corrispondente */
            if ( $string == $this->container[ $j ] )
                return $j+1;
        }

        // trovato nulla, riprovo con la sottostringa
        return $this->check_border( substr( $string, 1 ) , $state );                
    }


    /* costruisce la tabella phi (failure) */
    function build_phi( ) {

        /* valore di partenza */
        $this->phi[0]=0;

        /* foreach stato */
        foreach ( $this->container as $index => $string )  {

            /*  controlla se il prefisso di questo pattern ha un suffisso che è... 
                prefisso di un pattern tra quelli identificati dagli stati 0..index */
            $this->phi[ $index ] = $this->check_border( $string , $index );

        }

        return $this->phi;

    }


    /* costruisce la tabella delta (next) */
    function build_delta( ) {

        /* somma delle lunghezze dei patterns */
        $this->M = 0;

        /* ultimo stato */
        $last_state = 0;

        /* contiamo i caratteri dei patterns */
        foreach( $this->patterns_array as $pattern ) {
            $lunghezza = strlen( $pattern );
            $this->M += $lunghezza;
        }

        /* for each pattern... */
        foreach( $this->patterns_array as $key => $pattern ) {

            /* convertiamo le stringhe in array di caratteri  */        
            $string = $pattern;
            $lun = strlen($pattern);

            /* stati iniziali */
            $asf_state = 0;
            $in_pattern_index = 0;

            /* tengo traccia dei prefissi, mi rende la vita più semplice dopo */
            $temp = "";

            /* finché il pattern non è esaurito e la delta è diversa da NIL... */
            while( ($in_pattern_index < $lun) & ( !is_null( $this->deltafun( $asf_state , $string[$in_pattern_index] ) ) ) ) {

                // segui un percorso pre-esistente 
                $asf_state = $this->deltafun( $asf_state , $string[ $in_pattern_index ] );

                // aggiorna il prefisso fin quì
                $temp.=$string[ $in_pattern_index ];

                // cambia carattere del pattern
                $in_pattern_index++;

            }


            /* crea gli eventuali nuovi stati */
            while( $in_pattern_index<$lun ) {

                // salva i prefissi aggiuntivi
                $temp.=$string[ $in_pattern_index ];                
                $this->container[] = $temp;

                // nuovo stato
                $last_state++;

                // salva in delta
                $this->delta[ $asf_state ][ $string[ $in_pattern_index ] ] = $last_state;

                // prossimo carattere (se c'è)
                $in_pattern_index++;
                $asf_state = $last_state;

            }

            /* è uno stato finale! */
            $this->finals[ $asf_state ] = true;

        }

        return $this->delta;

    }


    /* precalcola le tabelle phi e delta; se già calcolate, le ritorna direttamente */
    function generate() {

        /* cache: se abbiamo già precalcolato le tabelle, ritornale direttamente */
        if ($this->ready)   return;

        /* ordina lessicograficamente */
        sort( $this->patterns_array, SORT_STRING );

        /* precalcula le tabelle */         
        $this->build_delta( );      
        $this->build_phi( );

        /* abbiamo precalcolato */
        $this->ready = true;
    }


    /* Aho-Corasick standard */ 
    function multipattern_match( $text ) {

        // generate tables
        $this->generate();

        // necessario per prendere anche le prime occorrenze della frase (es.: pattern = " ab " in "ab ac ").
        $text = " ".$text;

        $i=0;       
        $stato=0;

        while ( $i<strlen($text) ) {

            $n = $this->delta[ $stato ][ $text[$i] ];

            $stato = 
                is_null($n)?    $this->phi[ $stato ] : $n;

            if ( $this->finals[ $stato] ) {
                return $i;
            }

            $i++;
        }       
        return -1;
    }


    /* Aho-Corasick che trova tutte le occorrenze (ritorna un array di tuple {posizione,stringa} ) */
    function multipattern_match_array( $text ) {

        // generate tables
        $this->generate();

        // necessario per prendere anche le prime occorrenze della frase (es.: pattern = " ab " in "ab ac ").
        $text = " ".$text;

        $i=0;       
        $stato=0;
        $result = array();
        $temp = "";

        while ( $i<strlen($text) ) {

            $n = $this->deltafun( $stato , $text[$i] );

            $stato = 
                is_null($n)?    $this->phi[ $stato ] : $n;

            $temp = 
                $stato == 0?
                    "" : $temp.$text[$i];           

            if ( $this->finals[ $stato] ) {
                $result[] = array($temp,$i);
                // echo $temp;
            }           

            $i++;
        }       

        return $result;
    }


    /*  Aho-Corasick modificato per la cancellazione di pattern (blacklist). 
        Il parametro specifica con quale sequenza sostituire lo spazio vuoto */
    function remove_substrings( $text , $with = "" ) {

        // genera le tabelle
        $this->generate();

        // necessario per prendere anche le prime occorrenze della frase (es.: pattern = " ab " in "ab ac ").
        $text = " ".$text;

        // contatore sul T
        $i=0;

        // contatore sul T' (output)
        $j=0;

        // contatore su P
        $k=0;

        // stato sull'ASF
        $stato=0;

        // non ricalcolare la dimensione del testo tutte le volte!
        $luntext = strlen($text);

        // preallochiamo il testo in uscita T' (necessario per le idiosincrasie di PHP)
        $nuovo = str_repeat( " ", $luntext ) ;

        /* finché ci sono caratteri nel testo... */
        while ( $i<$luntext ) {

            // prox stato su ASF
            $n = $this->deltafun( $stato , $text[$i] );

            // è null? usiamo phi
            $stato = 
                is_null($n)?    $this->phifun( $stato ) : $n;

            // aggiorniamo la posizione nella sottostringa (utile per fare backtrack dopo la sostituzione)
            $k = 
                $stato == 0?
                    0 : $k+1;

            // piazza il nuovo carattere
            $nuovo[$j] = $text[$i];

            /* stato di accettazione! cancella all'indietro e riparti */            
            if ( $this->finals[ $stato] ) {

                // backtracking (equivale a cancellare i caratteri)
                $j -= $k;
                $k=0;

                // abbiamo cancellato della roba. dobbiamo riposizionarci sull'ASF!
                $n = $this->deltafun( $stato , substr($with,-1) );

                $stato = 
                    is_null($n)?    $this->phifun( $stato ) : $n;

                // ci posizioniamo sull'ultimo carattere della stringa con cui abbiamo sostituito il pattern
                $i--;
            }   

            // muoviamo i puntatori
            $j++; $i++;         
        }   

        // non ritorniamo l'intera stringa ma solo quella lunga quanto il risultato
        return substr( $nuovo , 0, $j );
    }

}

Однако мне трудно его использовать.Это работает для примера с ребенком, но если я попытаюсь загрузить несколько тысяч ключевых слов, тогда сценарий превысит лимит загрузки 30 секунд.

Для других языков сценариев есть замечательная реализация, такая как http://metacpan.org/pod/Text::Scan для Perlи http://pypi.python.org/pypi/ahocorasick/0.9 для Python.Почему не для PHP?

Ответы [ 4 ]

6 голосов
/ 24 декабря 2012

Существует отличная библиотека C для Aho-Corasick, посмотрите на странице проекта http://sourceforge.net/projects/multifast/?source=dlp

Мне также понадобился Aho Corasick в PHP, поэтому я добавил расширение PHP (.so) в качестве оболочки для этой библиотеки.Проверьте мой GitHub: https://github.com/ph4r05/php_aho_corasick

Лицензия: LGPL.

3 голосов
/ 30 января 2012

Я почти хочу отказаться от голосования, так как уже есть реализация.Вы могли бы озаглавить вопрос «Более быстрая реализация PHP Aho-Corasick» или что-то в этом роде.

В любом случае PHP действительно медленный, и это известно.Сокращение чисел лучше оставить скомпилированным языкам, а в случае PHP - расширением.Вы можете переписать этот код как расширение, но, вероятно, было бы лучше взять существующую библиотеку C и обернуть ее в расширение, например, в эту библиотеку:

http://sourceforge.net/projects/multifast/

Если вы ищете более быстрое решение, используйте оболочку, чтобы обернуть одну из реализаций perl / python, которую вы похвалили.

1 голос
/ 21 апреля 2015

У Aho corasick есть две фазы: одна строит оптимизированное дерево, вторая использует это дерево, чтобы найти совпадение.По мере увеличения количества элементов в словаре первая фаза становится все длиннее и длиннее.В PHP есть проблема, при которой каждый запрос является выполнением без совместного использования, что означает, что каждый запрос должен был бы заново перестроить весь диктовщик.

Самым простым решением было бы разделить алгоритм на две части и иметь загрузчик, который создает словарь и помещает его в APC (APCU), memcache или другое быстрое общее хранилище данных.А затем используйте предварительно загруженный словарь для выполнения поиска с другой половиной.

В качестве альтернативы создайте небольшой REST-сервер, используя язык, который не имеет ограничения на запрос об общем доступе, чтобы словарь мог быть встроен в глобальную область видимости, и иметь его для поиска через REST.

0 голосов
/ 18 сентября 2012

Если вы используете функции регулярного выражения POSIX в php и используете чередование "|" чтобы разделить слова, вы получите поведение, аналогичное Aho-Corasick, поскольку механизм регулярных выражений, вероятно, сгенерирует DFA для оценки регулярного выражения.

например. / StackOverflow | ServerFault | PHP | Python | C ++ | JavaScript /

...