【Python】Whoosh：全流程自建搜索引擎

Whoosh是一个纯Python编写的全文搜索库，适用于快速构建搜索引擎。

环境部署

在开始使用Whoosh之前，你需要确保你的开发环境已经正确设置。以下是详细的环境部署步骤。

安装Python

首先，确保你的系统上安装了Python。Whoosh支持Python 2.7和Python 3.x。建议使用Python 3.x版本。

• 你可以从Python官方网站下载并安装适合你操作系统的版本。

创建虚拟环境（可选）

使用虚拟环境可以帮助你隔离不同项目的依赖关系。你可以使用venv模块创建虚拟环境。

# 创建虚拟环境
python -m venv whoosh_env

# 激活虚拟环境
# Windows
whoosh_env\Scripts\activate
# macOS/Linux
source whoosh_env/bin/activate

安装Whoosh

在激活的虚拟环境中，使用pip安装Whoosh：

pip install Whoosh

你可以在终端中输入以下命令确认Whoosh已成功安装：

pip show Whoosh

验证安装

你可以通过创建一个简单的Python脚本来验证Whoosh是否已正确安装。创建一个名为test_whoosh.py的文件，内容如下：

from whoosh.index import create_in
from whoosh.fields import Schema, TEXT, ID
import os

# 定义一个架构
schema = Schema(title=TEXT(stored=True), content=TEXT(stored=True), path=ID(stored=True))

# 创建一个目录来存放索引
if not os.path.exists("indexdir"):
    os.mkdir("indexdir")

# 创建索引
ix = create_in("indexdir", schema)

print("Whoosh环境部署成功！")

运行脚本：

python test_whoosh.py

如果输出"Whoosh环境部署成功！"，则说明Whoosh已成功部署。

创建索引

创建索引是使用Whoosh进行全文搜索的核心步骤。索引允许快速检索存储的数据。下面是有关创建索引的详细介绍，包括相关概念和使用细节。

索引的概念

• 索引：索引是一个数据结构，用于加速搜索操作。Whoosh通过将文档和相关信息存储在索引中来实现快速查找。
• 架构（Schema）：索引的结构定义，包括存储哪些字段及其数据类型。例如，你可以定义文档的标题、内容和路径等字段。
• 文档：文档是被索引的单位。每个文档包含一个或多个字段。Whoosh将文档存储在索引中以便快速检索。

定义索引架构

在创建索引之前，首先需要定义架构。这可以通过whoosh.fields模块来实现。常用的数据类型包括：

FieldType	描述	使用场景
TEXT	存储文本内容，支持分词和搜索	文章内容、评论、描述等文本字段
ID	存储唯一标识符，通常用于标识文档	文档ID、路径、用户ID等
NUMERIC	存储数字值，可以用于范围查询	年龄、价格、评分等数值字段
BOOLEAN	存储布尔值（True/False）	标记状态、启用/禁用等
DATETIME	存储日期和时间，支持日期范围查询	创建时间、更新时间等
KEYWORD	存储单一值的关键字，适合用于精确匹配	标签、类别、关键字等
TEXT(stored=True)	存储文本内容，并支持分词和搜索，存储查询结果	需要返回查询结果的文本字段
STORED	任意类型的字段，存储文档数据	需要存储但不需要索引的字段

• TEXT 和 ID 是使用频率最高的类型，适合绝大多数文本和文档标识需求。
• NUMERIC 和 BOOLEAN 常用于需要数值或状态的字段。
• DATETIME 适用于时间相关的数据。
• KEYWORD 则用于精确匹配，适合固定值的场景。

from whoosh.fields import Schema, TEXT, ID

# 定义一个架构
schema = Schema(
    title=TEXT(stored=True),    # 存储文档标题
    content=TEXT(stored=True),  # 存储文档内容
    path=ID(stored=True)        # 存储文档路径
)

创建索引目录

创建索引时，你需要指定一个存放索引文件的目录。如果目录不存在，Whoosh会自动创建。

import os
from whoosh.index import create_in

# 创建一个目录来存放索引
if not os.path.exists("indexdir"):
    os.mkdir("indexdir")

# 创建索引
ix = create_in("indexdir", schema)

添加文档到索引

创建完索引后，可以向其中添加文档。Whoosh提供了IndexWriter类用于写入操作。

from whoosh.writing import IndexWriter

writer = ix.writer()  # 创建写入器
writer.add_document(title="First document", content="This is the content of the first document.", path="/a")
writer.add_document(title="Second document", content="This is the content of the second document.", path="/b")
writer.commit()  # 提交更改

• add_document()：向索引添加文档。每个文档使用定义的架构中的字段名称。
• commit()：提交所有更改并关闭写入器。

更新和删除文档

在使用过程中，可能需要更新或删除文档。Whoosh提供了相应的方法来处理这些操作。

writer.update_document(path="/a", title="Updated document title", content="Updated content.")
writer.commit()

writer.delete_by_term('path', '/b')
writer.commit()

存储索引

Whoosh支持多种索引存储方式，以满足不同应用场景和性能需求。以下是对Whoosh支持的索引存储方式的详细介绍：

内存存储

• 概述：索引存储在内存中，适合短期任务、测试或开发阶段。
• 优点 ：
  • 速度快，检索性能高。
  • 不需要管理文件或数据库，简单易用。
• 缺点 ：
  • 数据在程序结束时会丢失，无法持久化。
  • 不适合大规模数据或需要长期存储的应用。

from whoosh.index import create_in
from whoosh.fields import Schema, TEXT, ID

# 定义Schema
schema = Schema(
    title=TEXT(stored=True),
    content=TEXT(stored=True),
    path=ID(stored=True)
)

# 创建内存索引
ix = create_in("", schema)  # 使用空字符串表示内存存储

文件存储

• 概述：索引存储在文件系统中，可以持久化存储索引数据。
• 优点 ：
  • 数据持久化，不会因为程序结束而丢失。
  • 支持较大的索引数据，适合大规模应用。
• 缺点 ：
  • 相对于内存存储，性能较低。
  • 需要管理索引文件的存储位置和清理。

import os
from whoosh.index import create_in
from whoosh.fields import Schema, TEXT, ID

# 定义Schema
schema = Schema(
    title=TEXT(stored=True),
    content=TEXT(stored=True),
    path=ID(stored=True)
)

# 创建索引目录
if not os.path.exists("indexdir"):
    os.mkdir("indexdir")

# 创建Whoosh索引
ix = create_in("indexdir", schema)

数据库存储

• 概述：使用SQLite等关系数据库将索引存储在数据库中，适合需要数据完整性和事务管理的场景。
• 优点 ：
  • 数据持久化，不会丢失，支持事务管理。
  • 可以支持多用户访问，适合协作环境。
• 缺点 ：
  • 需要额外的数据库知识和配置。
  • 性能可能受限于数据库的访问速度。

import sqlite3
from whoosh.index import create_in
from whoosh.fields import Schema, TEXT, ID

# 创建SQLite数据库连接
conn = sqlite3.connect('whoosh_index.db')

# 定义Schema
schema = Schema(
    title=TEXT(stored=True),
    content=TEXT(stored=True),
    path=ID(stored=True)
)

# 创建Whoosh索引并存储在SQLite数据库中
ix = create_in(conn, schema)

# 添加文档
with ix.writer() as writer:
    writer.add_document(title="文档1", content="这是第一篇文档。", path="/a")
    writer.add_document(title="文档2", content="这是第二篇文档。", path="/b")
    writer.commit()  # 提交更改

# 添加文档等操作...

查询索引

查询索引是使用Whoosh进行全文搜索的关键步骤。通过查询，可以检索存储在索引中的文档。以下是关于Whoosh查询索引的详细介绍，包括相关概念和使用细节。

查询的概念

• 查询：查询是指对索引进行搜索的操作，返回符合条件的文档。Whoosh支持多种查询类型，包括基本查询、布尔查询和短语查询等。
• 搜索器（Searcher）：用于执行查询的对象。通过搜索器，可以在索引中搜索文档。

创建搜索器

在执行查询之前，需要创建一个搜索器。Whoosh允许在索引中创建多个搜索器，但每个搜索器只能针对一个索引。

from whoosh.index import open_dir

# 打开已有索引
ix = open_dir("indexdir")

# 创建搜索器
with ix.searcher() as searcher:
    # 执行查询
    pass  # 查询代码在此处

基本查询

Whoosh的基本查询可以通过解析器（QueryParser）创建。解析器将用户输入的查询字符串解析为Whoosh可以理解的查询对象。

from whoosh.qparser import QueryParser

with ix.searcher() as searcher:
    query = QueryParser("content", ix.schema).parse("first")
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

• QueryParser("field_name", schema)：指定要搜索的字段和索引架构。
• parse("query_string")：将查询字符串解析为查询对象。

布尔查询

Whoosh支持布尔操作符（如AND、OR、NOT）来构建复杂查询。布尔查询可以组合多个条件。

from whoosh.query import Or, And

query = Or([
    QueryParser("content", ix.schema).parse("first"),
    QueryParser("content", ix.schema).parse("second")
])

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

短语查询

如果需要查找包含特定短语的文档，可以使用短语查询。短语查询将多个词作为一个整体进行匹配。

query = QueryParser("content", ix.schema).parse('"first document"')

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

排序和评分

Whoosh允许根据特定字段对查询结果进行排序。你可以指定排序字段，并控制返回结果的顺序。

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query, sortedby="title")  # 按照标题排序
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

每个结果还会包含一个评分（score），表示文档与查询的匹配程度。可以在输出结果中查看这些评分。

高亮显示查询结果

Whoosh支持高亮显示查询结果中的匹配部分，方便用户查看搜索结果的相关性。

from whoosh.highlight import UppercaseFormatter

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        title = result.highlights("title", formatter=UppercaseFormatter())
        content = result.highlights("content", formatter=UppercaseFormatter())
        print(f"Title: {title}\nContent: {content}\n")

查询选项

Whoosh的查询支持一些可选参数，例如：

• limit：限制返回结果的数量。
• offset：控制结果集的起始位置，适用于分页查询。

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query, limit=10, offset=20)  # 第21到第30个结果
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

范围查询

范围查询允许查找某个字段值在指定范围内的文档。常用于数值型字段和日期型字段。

假设我们有一个日期字段，我们可以查找某个日期范围内的文档：

from whoosh.fields import DATETIME
from whoosh.query import DateRange

# 在Schema中添加DATETIME字段
schema = Schema(
    title=TEXT(stored=True),
    content=TEXT(stored=True),
    path=ID(stored=True),
    date=DATETIME(stored=True)  # 日期字段
)

# 范围查询示例
date_query = DateRange("date", start_date, end_date)

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(date_query)
    print("日期范围查询结果:")
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

组合查询

可以将不同类型的查询组合在一起，以构建更复杂的检索条件。例如，可以将布尔查询与短语查询结合使用。

combined_query = And([
    Or([query1, query2]),
    phrase_query
])

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(combined_query)
    print("组合查询结果:")
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

使用查询解析器

Whoosh的查询解析器可以帮助用户通过自然语言输入构建复杂查询。解析器会自动将用户输入转换为相应的查询对象。

from whoosh.qparser import QueryParser

query_string = "first AND document"
query = QueryParser("content", ix.schema).parse(query_string)

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query)
    print("查询解析器结果:")
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

排序和评分

在Whoosh中，排序和评分是影响搜索结果质量的重要因素。通过适当的排序和评分机制，可以帮助用户更快速地找到相关的文档。下面是对Whoosh中排序和评分的详细介绍，包括相关概念和使用细节。

评分的概念

• 评分（Score）：评分是Whoosh为每个文档与查询的相关性计算的一个数值。评分越高，表示该文档与查询条件的匹配度越高。
• 评分算法：Whoosh使用一种基于TF-IDF（词频-逆文档频率）的评分机制来评估文档的相关性。TF表示一个词在文档中出现的频率，IDF则衡量该词在整个文档集中出现的稀有性。

查询结果中的评分

在进行查询时，Whoosh会为每个匹配的文档计算并返回一个评分。可以通过查询结果访问每个文档的评分。

from whoosh.qparser import QueryParser

query = QueryParser("content", ix.schema).parse("first")

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        print(f"Title: {result['title']}, Score: {result.score}")

排序的概念

• 排序：排序是根据特定字段对查询结果进行排序的操作。Whoosh允许根据一个或多个字段进行升序或降序排序，以便用户可以按最相关的文档查看搜索结果。
• 排序字段：可以根据文档中的任意字段进行排序，例如标题、创建日期或自定义评分等。

排序查询结果

在Whoosh中，可以使用sortedby参数指定要根据哪个字段进行排序。可以设置多个字段，优先级顺序从左到右。

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query, sortedby="title")  # 按照标题排序
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query, sortedby=None)  # 默认按评分排序
    for result in results:
        print(f"Title: {result['title']}, Score: {result.score}")

自定义评分

如果你想基于特定逻辑或额外因素来改变文档的评分，可以自定义评分函数。在Whoosh中，你可以通过创建自定义查询和评分类来实现。

from whoosh.scoring import WeightingModel

class CustomScoringModel(WeightingModel):
    def score(self, fieldname, text, docnum, weighting):
        # 自定义评分逻辑
        return super().score(fieldname, text, docnum, weighting) * 2  # 举例，简单乘以2

with ix.searcher(weighting=CustomScoringModel()) as searcher:
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        print(f"Title: {result['title']}, Custom Score: {result.score}")

处理更新和删除

在Whoosh中，处理更新和删除操作是维持索引数据最新的关键。Whoosh提供了简单的方法来更新和删除索引中的文档。下面是对更新和删除的详细介绍，包括相关概念和使用细节。

更新的概念

• 更新（Update）：更新指的是对已存在的文档进行修改，通常包括字段值的改变。更新操作会替换原有的文档数据。
• 唯一标识符：更新操作通常依赖于文档的唯一标识符（例如ID字段），以确保准确找到要更新的文档。

更新文档

使用IndexWriter的update_document方法可以方便地更新文档。需要传入唯一标识符和需要更新的字段。

with ix.writer() as writer:
    # 更新路径为"/a"的文档
    writer.update_document(path="/a", title="Updated Title", content="Updated content.")

• update_document(path="/a", ...)：通过指定唯一标识符path来更新文档。
• 需要提供新的字段值，原有的字段会被替换。

删除的概念

• 删除（Delete）：删除操作指的是从索引中移除特定的文档。这通常基于文档的唯一标识符进行。
• 删除操作不会立即从磁盘上删除文件，但会标记文档为"已删除"，以便在后续的优化过程中清理。

删除文档

使用IndexWriter的delete_by_term方法可以方便地删除文档。需要指定要删除文档的字段和值。

with ix.writer() as writer:
    # 删除路径为"/b"的文档
    writer.delete_by_term('path', '/b')

• delete_by_term('path', '/b')：通过指定字段和字段值来删除文档。
• 文档一旦被删除，在后续查询中将不再返回。

提交更改

无论是更新还是删除，都需要在操作完成后调用commit()方法来提交更改。这会将所有更改保存到索引。

with ix.writer() as writer:
    writer.update_document(path="/a", title="Updated Title")
    writer.delete_by_term('path', '/b')
    writer.commit()  # 提交所有更改

批量更新和删除

如果需要批量处理多个文档的更新或删除，可以在一个IndexWriter上下文中执行多次操作，然后一次性提交。

with ix.writer() as writer:
    # 批量更新
    writer.update_document(path="/a", title="First Updated Title")
    writer.update_document(path="/c", title="Second Updated Title")
    
    # 批量删除
    writer.delete_by_term('path', '/b')
    writer.delete_by_term('path', '/d')

    writer.commit()  # 提交所有更改

优化索引

删除操作会标记文档为"已删除"，实际的磁盘空间不会立即释放。可以通过optimize()方法来优化索引，移除已删除的文档。

ix.optimize()  # 优化索引，清理已删除的文档

权重调整

在Whoosh中，权重调整是影响搜索结果相关性的重要手段。通过调整不同字段的权重，开发者可以控制搜索结果的排序，从而优化用户的搜索体验。以下是关于权重调整的详细介绍。

权重的概念

• 权重：在搜索引擎中，权重是指不同字段对最终评分的影响程度。字段的权重越高，其在结果中的重要性也越大。
• 调整权重：可以根据应用场景和业务需求，灵活调整不同字段的权重，以影响搜索结果的排序。

字段权重设置

在定义Schema时，可以为每个字段设置不同的权重。权重的值通常是浮动数，值越大表示权重越高。

from whoosh.fields import Schema, TEXT, ID

# 定义Schema并设置字段权重
schema = Schema(
    title=TEXT(stored=True, weight=3.0),  # 标题字段权重较高
    content=TEXT(stored=True, weight=1.0),  # 内容字段权重较低
    path=ID(stored=True)
)

查询中的权重调整

在执行查询时，可以动态地调整字段的权重。这通常通过自定义评分类来实现。

from whoosh.scoring import Weighting

class CustomWeighting(Weighting):
    def score(self, searcher, fieldname, text, docnum, weight):
        base_score = super().score(searcher, fieldname, text, docnum, weight)
        
        # 根据字段动态调整权重
        if fieldname == "title":
            return base_score * 2  # 对标题字段给予额外权重
        return base_score

使用权重调整进行查询

当执行查询时，可以使用自定义的权重类来影响评分。

from whoosh.qparser import QueryParser

query = QueryParser("content", ix.schema).parse("文档")
with ix.searcher(weighting=CustomWeighting()) as searcher:
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        print(f"标题: {result['title']}, 评分: {result.score}")

组合权重

你可以通过多种方式组合权重，例如：

• 字段组合：对多个字段同时进行评分和权重调整。
• 动态权重：根据查询条件动态修改权重，例如如果查询中包含特定关键词，可以增加相关字段的权重。

分词

分词是文本搜索引擎中的重要步骤，负责将文本内容切分为可以索引和检索的基本单元（词）。Whoosh在处理文本数据时提供了灵活的分词机制，以支持多种语言和应用场景。以下是对Whoosh中分词的详细介绍，包括相关概念和使用细节。

分词的概念

• 分词（Tokenization）：分词是将文本分解成单独的词或符号的过程。在搜索引擎中，分词用于生成索引，使搜索更高效。
• 词元（Token）：分词后的单个单位称为词元。词元是构建索引的基础。

Whoosh的分词机制

Whoosh提供了多种内置的分词器，允许用户根据需要选择合适的分词策略。默认情况下，Whoosh使用的是StandardAnalyzer，该分词器会对文本进行常见的处理，如小写化和去除停用词。

常见的分词器

• StandardAnalyzer：默认分词器，支持小写转换、去停用词、标点符号处理等。
• SimpleAnalyzer：简单分词器，仅进行小写转换，适用于不需要复杂处理的情况。
• WhitespaceAnalyzer：基于空格的分词器，仅根据空格切分文本，适合处理特殊格式的文本。
• StemmingAnalyzer：在分词的同时应用词干提取，适用于需要处理不同词形的情况。

使用自定义分词器

用户可以根据特定需求创建自定义分词器，定义分词规则和处理逻辑。

from whoosh.analysis import RegexTokenizer, Tokenizer, LowercaseFilter, StopFilter

class CustomAnalyzer(Tokenizer):
    def __init__(self):
        self.tokenizer = RegexTokenizer()  # 使用正则分词
        self.lowercase = LowercaseFilter()  # 转为小写
        self.stop_filter = StopFilter()  # 去停用词

    def __call__(self, text):
        for token in self.tokenizer(text):
            token = self.lowercase(token)
            token = self.stop_filter(token)
            yield token

# 在Schema中使用自定义分词器
schema = Schema(
    title=TEXT(analyzer=CustomAnalyzer(), stored=True),
    content=TEXT(analyzer=CustomAnalyzer(), stored=True),
    path=ID(stored=True)
)

分词示例

创建索引时，分词器会自动应用于字段内容。在索引创建时，Whoosh会根据定义的分词器处理文本。

from whoosh.index import create_in
from whoosh.fields import Schema, TEXT, ID
import os

# 创建索引目录
if not os.path.exists("indexdir"):
    os.mkdir("indexdir")

# 定义Schema
schema = Schema(
    title=TEXT(stored=True),
    content=TEXT(stored=True),
    path=ID(stored=True)
)

# 创建索引
ix = create_in("indexdir", schema)

# 添加文档
writer = ix.writer()
writer.add_document(title="First Document", content="This is the first example.", path="/a")
writer.add_document(title="Second Document", content="Another example is here.", path="/b")
writer.commit()

在这个过程中，content字段的内容会被分词处理。

查询时的分词

在查询时，Whoosh会使用相同的分词器处理用户的查询字符串，以确保查询和索引中的词元一致。

from whoosh.qparser import QueryParser

with ix.searcher() as searcher:
    query = QueryParser("content", ix.schema).parse("first example")
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        print(result['title'], result['path'])

在执行查询时，"first example"也会经过分词处理。

中文搜索

中文搜索的挑战主要在于中文文本的分词，因为中文没有明显的单词边界。这使得正确分词成为实现有效搜索的关键。Whoosh为中文搜索提供了相应的支持，以下是对Whoosh中中文搜索的详细介绍，包括相关概念和使用细节。

中文搜索的挑战

• 分词：中文句子中的词与词之间没有空格，分词器需要能够有效识别词组。
• 停用词：一些常见的词（如"的"、"是"、"在"等）在搜索中往往不具有实际意义，需要去除。
• 词形变化：中文中的同义词和近义词处理也是提高搜索相关性的重要因素。

Whoosh中的中文分词器

Whoosh并不自带中文分词器，但可以使用第三方分词库，如jieba，结合Whoosh实现中文搜索。

使用jieba实现中文分词

首先，需要安装jieba库：

pip install jieba

然后，可以定义自定义的分词器，以便在Whoosh中使用。

import jieba
from whoosh.analysis import Tokenizer, Token

class JiebaTokenizer(Tokenizer):
    def __call__(self, text):
        # 使用jieba分词
        for word in jieba.cut(text):
            yield Token(word)

# 定义Schema
from whoosh.fields import Schema, TEXT, ID

schema = Schema(
    title=TEXT(analyzer=JiebaTokenizer(), stored=True),
    content=TEXT(analyzer=JiebaTokenizer(), stored=True),
    path=ID(stored=True)
)

创建索引

在创建索引时，使用上面定义的分词器来处理中文内容。

from whoosh.index import create_in
import os

# 创建索引目录
if not os.path.exists("indexdir"):
    os.mkdir("indexdir")

# 创建索引
ix = create_in("indexdir", schema)

# 添加文档
writer = ix.writer()
writer.add_document(title="第一篇文档", content="这是一个中文搜索的示例。", path="/a")
writer.add_document(title="第二篇文档", content="另一篇文档也在这里。", path="/b")
writer.commit()

查询索引

在查询时，Whoosh会使用相同的分词器处理用户的查询字符串。

from whoosh.qparser import QueryParser

with ix.searcher() as searcher:
    query = QueryParser("content", ix.schema).parse("中文 搜索")
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        print(f"标题: {result['title']}, 路径: {result['path']}")

停用词处理

对于中文搜索，可以定义停用词列表，并在分词过程中进行过滤。可以在jieba分词后对分词结果进行处理。

stop_words = {"的", "是", "在", "和"}

class JiebaTokenizerWithStopwords(Tokenizer):
    def __call__(self, text):
        for word in jieba.cut(text):
            if word not in stop_words:
                yield Token(word)

# 使用新分词器定义Schema
schema = Schema(
    title=TEXT(analyzer=JiebaTokenizerWithStopwords(), stored=True),
    content=TEXT(analyzer=JiebaTokenizerWithStopwords(), stored=True),
    path=ID(stored=True)
)

同义词处理

可以使用同义词库来增强搜索的相关性。在分词后，查找同义词并将其加入搜索词。

synonyms = {
    "搜索": ["查找", "检索"],
}

def expand_synonyms(query_terms):
    expanded = set(query_terms)
    for term in query_terms:
        expanded.update(synonyms.get(term, []))
    return list(expanded)

# 扩展查询词
query_terms = expand_synonyms(["中文", "搜索"])

统计和分析

Whoosh提供了一些基本的统计和分析功能，可以帮助你更好地理解索引数据的特性和搜索结果。以下是对Whoosh中统计和分析功能的详细介绍。

文档数量统计

• 概念：可以通过Whoosh获取索引中的文档总数，这对于分析索引的规模和容量很有帮助。
• 实现 ：
  使用index.num_docs()方法可以获取当前索引中存储的文档数量。

with ix.searcher() as searcher:
    total_docs = ix.num_docs()
    print(f"索引中的文档总数: {total_docs}")

字段统计

• 概念：可以统计特定字段的不同值或频率，这对于了解文档特性或内容分布很重要。
• 实现 ：
  可以使用查询来统计某个字段的唯一值，结合searcher.all_docs()和Python的集合操作实现。

from collections import Counter

field_values = Counter()
with ix.searcher() as searcher:
    for docnum in range(ix.num_docs()):
        fields = searcher.stored_fields(docnum)
        field_values[fields['title']] += 1

print("标题字段的统计：", field_values)

查询结果分析

• 概念：可以分析查询结果的相关性和分布，例如不同文档的评分和字段值。
• 实现 ：
  可以在执行查询后，遍历结果集并分析各文档的评分。

query = QueryParser("content", ix.schema).parse("文档")
with ix.searcher() as searcher:
    results = searcher.search(query)
    for result in results:
        print(f"文档ID: {result.docnum}, 评分: {result.score}, 标题: {result['title']}")

聚合统计

• 概念：支持基于某个字段的聚合分析，例如计算字段的平均值、最大值、最小值等。
• 实现 ：
  Whoosh不直接提供聚合功能，但可以通过遍历查询结果手动实现。

scores = []
with ix.searcher() as searcher:
    for result in searcher.all():
        scores.append(result.score)

average_score = sum(scores) / len(scores) if scores else 0
print(f"平均评分: {average_score}")

数据可视化

• 概念：虽然Whoosh本身不支持数据可视化，但可以将统计结果导出到其他工具（如Matplotlib、Seaborn等）进行可视化。
• 实现 ：
  可以将统计结果整理为合适的格式，并使用可视化库展示数据分布。

import matplotlib.pyplot as plt

# 假设我们已经有了字段值的计数
titles = list(field_values.keys())
counts = list(field_values.values())

plt.bar(titles, counts)
plt.xlabel('标题')
plt.ylabel('文档数量')
plt.title('各标题文档数量统计')
plt.xticks(rotation=45)
plt.show()