Java 计算两个字符的相似度

快来打我* 2024-03-24 00:12 83阅读 0赞

在Java中，要计算两个字符的相似度，可以借助一些字符串相似度算法。以下是几种常见的字符串相似度算法：

1.  Levenshtein距离：也称为编辑距离，用于计算两个字符串之间的最小编辑操作次数（插入、删除、替换）来转换一个字符串为另一个字符串。编辑距离越小，表示两个字符串越相似。

import org.apache.commons.text.similarity.LevenshteinDistance;
    
    String str1 = "abc";
    String str2 = "abd";
    
    int distance = LevenshteinDistance.getDefaultInstance().apply(str1, str2);
    double similarity = 1 - (double) distance / Math.max(str1.length(), str2.length());
    
    System.out.println("相似度：" + similarity);

1.  Jaccard相似度：用于计算两个集合之间的相似度，可以将字符串视为字符的集合，计算它们的交集和并集的比值。Jaccard相似度的取值范围是0到1，值越接近1表示相似度越高。

import org.apache.commons.text.similarity.JaccardSimilarity;
    
    String str1 = "abc";
    String str2 = "abd";
    
    JaccardSimilarity jaccardSimilarity = new JaccardSimilarity();
    double similarity = jaccardSimilarity.apply(str1, str2);
    
    System.out.println("相似度：" + similarity);

1.  Cosine相似度：常用于计算文本相似度，将字符串视为向量，计算它们的夹角余弦值。Cosine相似度的取值范围也是0到1，值越接近1表示相似度越高。

import org.apache.commons.text.similarity.CosineSimilarity;
    
    String str1 = "abc";
    String str2 = "abd";
    
          Map<CharSequence, Integer> map1 = Arrays.stream(str1.split(""))
                  .collect(Collectors.toMap(c -> c, c -> 1, Integer::sum));
          Map<CharSequence, Integer> map2 = Arrays.stream(str2.split(""))
                  .collect(Collectors.toMap(c -> c, c -> 1, Integer::sum));
    
          CosineSimilarity cosineSimilarity = new CosineSimilarity();
      double  similarity   cosineSimilarity.cosineSimilarity(map1, map2);
    
    System.out.println("相似度：" + similarity);

需要注意的是，这些相似度算法都是基于字符操作的，而不是考虑语义或上下文的。因此，相似度结果可能并不总是符合人类的直觉，而且在不同的应用场景下效果可能会有所差异。

这些相似度算法都可以使用Apache Commons Text库的相应类来实现。您需要将相应的库添加到项目的依赖中。

在选择最高效和准确的字符串相似度算法时，需要考虑多个方面，如算法的复杂度、字符串长度、算法的适用性等。以下是对上面提到的几种算法的性能和准确性的简要比较：

1.  Levenshtein距离：Levenshtein距离算法在计算字符串相似度时需要考虑所有的插入、删除和替换操作，因此对于长字符串来说，时间复杂度较高。然而，这个算法比较准确，能够捕捉到字符串间的细微差异。
2.  Jaccard相似度：Jaccard相似度算法计算集合的交集和并集的比值，是一种基本的相似度度量。它对字符串长度不敏感，计算速度相对较快。但是，它对于字符顺序不敏感，并且只考虑字符出现与否，而不考虑出现的频率。
3.  Cosine相似度：Cosine相似度算法将字符串视为向量，并计算它们的夹角余弦值。这个算法在计算文本相似度时，考虑了字符的频率和顺序。它也适用于处理较长的字符串，但在比较两个字符串之间的相似度时，需要先将其向量化，因此相对复杂一些。

最高效和准确的算法取决于您的具体需求和数据。如果需要计算几个短字符串之间的相似度，Jaccard相似度可能是一个好的选择。如果需要捕捉细微的差异并对字符串进行较高精度的匹配，Levenshtein距离可能更合适。如果处理的是文本数据，Cosine相似度可能是更可取的选择。

此外，对于大规模的字符串匹配需求（如搜索引擎），更复杂的算法（如基于索引的搜索算法）可能更适合，例如倒排索引等。

总的来说，最佳算法的选择取决于具体情况和要求。建议您在实际应用中进行性能测试和评估，以选择最适合您需求的算法。

依赖

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        <groupId>org.apache.commons</groupId>
        <artifactId>commons-text</artifactId>
        <version>1.9</version>
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