【数据结构课程设计】简单搜索引擎系统-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【数据结构课程设计】简单搜索引擎系统。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、需求分析

该程序使用python语言实现利用爬虫代码爬取网站链接信息，将网站中文词语通过结巴分词进行分割，并存储爬取的数据信息，利用结巴分词库处理输入框用户输入的词语，进行搜索，通过链接评价函数，优先显示评分较高的链接；设计简单的html页面，实现可视化搜索功能。

二、概要设计

1、模块设计

爬虫模块spyder.py——爬取给定网页的子链接，存储数据到.db文件中

搜索模块searchengine.py——定义搜索引擎类，需要根据用户搜索的字符串分割成多个关键词，再根据三种评判算法综合评价各个链接，查询相关链接，并实现网页的建立

搜索引擎主页面fflask.html——主页面的设计

搜索引擎副页面search.html——搜索结果页面的设计

2、各模块间的调用关系

爬虫模块是给定需要爬取的链接后事先建立好的，该程序中实例爬取'https://leetcode.cn'网页的子网页，建立相关数据库。调用搜索引擎主页面，输入关键词后会调用搜索模块搜索相关链接，之后跳转到搜索引擎的显示页面，完成一次搜索。

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三、详细设计

1、搜索引擎类实现

定义searcher类设计搜索引擎的函数，包括以下功能：
（1）初始化操作，连接数据库，打开游标执行sql操作；析构函数，关闭游标和数据库连接。

def __init__(self,dbname):
        #self.con=sqlite3.connect(dbname) #连接数据库
        self.con = sqlite3.connect(dbname, timeout=10, check_same_thread=False)
        self.curs=self.con.cursor()#游标来执行 sql 命令
    def __del__(self):
        self.curs.close()
        self.con.close()

（2）根据数据库查询字符串，返回单词、链接、出现位置三者的对应信息；将字符串进行jieba分词，返回分词后的数组。

（3）三种评价函数：

1、根据单词频度进行评价，认为单词在链接中出现次数较多，则该链接与该单词相关度较高。

 def frequencyscore(self,rows):
        counts=dict([(row[0],0) for row in rows])  #键值对字典dict
        for row in rows:
           counts[row[0]]+=100        #统计每个链接中出现的组合数目
        maxrank = max( counts.values())
        for urlid in counts:
            counts[urlid] /= maxrank  # 归一化
            counts[urlid]*=100
        print(counts)
        return counts

2、根据单词出现位置进行评价，因为有时候单词出现次数并不能代表相关性就一定高，因为可能是无效、冗杂的信息，而单词位置出现越靠前，越具有概括性，视为相关度越高；

def locationscore(self,rows):
        locations=dict([(row[0],0) for row in rows])
        #位置评定权值初始化为0，找到最靠前位置，200/loc得到权值
        for row in rows:
            loc=sum(row[1:])
            if 200/loc>locations[row[0]]:
                locations[row[0]]=200/loc
        maxrank = max( locations.values())
        for urlid in locations:
            locations[urlid] /= maxrank  # 归一化
            locations[urlid]*=100
        print(locations)
        return locations

3、利用pagerank算法评价，利用指向该链接的链接数目进行评价（仅计算回指数目），每个链接的pagerank=指向此链接的网页的pagerank/网页中的链接总数*0.85+0.15，其中0.85表示阻尼因子，表示网页是否点击该网页中的链接。pagerank算法是离线迭代计算，形成每个链接的稳定pagerank值。iterations为迭代计算的次数。

def pagerankscore(self, rows):
        pageranks = dict(
            [(row[0], self.curs.execute('select score from pagerank where urlid=%d' % row[0]).fetchall()[0][0]) for row
             in rows])
        maxrank = max(pageranks.values())  # 求最大的pagerank值
        for urlid in pageranks:
            pageranks[urlid] /= maxrank  # 归一化
            pageranks[urlid]*=100
        print(pageranks)
        return pageranks  # 返回归一化的url的pagerank

综合利用三个评价函数，得出最终算出的权值。

2、页面设计

（1）创建一个网页，添加具体功能:

#创建一个网页
app=Flask(__name__)
#装饰器 给函数新增功能 ‘/’路由
@app.route('/')
def index():
    return render_template('fflask.html')
@app.route('/s')
def search():
    keyword=request.args.get('wd')
    print(keyword)
    docs =mysearcher.query(keyword)
    terms = list(jieba.cut_for_search(keyword))
    print(terms)
    print(docs)
    result = docs
return render_template('search.html', docs=result, value=keyword, length=len(docs))

（2）设计搜索主页面

添加html中的输入框、标题、按钮、图片背景、路由等功能，主要实现供用户输入关键词并提交关键词的功能。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>我的搜索引擎</title>
    <style>
     #all{
    margin:10px auto;
    width:500px; /* 必须制定宽度 */
    height:200px;
}
    	#box{
	    width:5000px;
	    height:3000px;
	    background-repeat:no-repeat;
	#background-image:url('https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.4JF-gbky8ahr5GoSx-YaTgHaEK?w=329&h=185&c=7&r=0&o=5&dpr=1.3&pid=1.7');
	    }
	</style>
</head>
<body style="background-image: url('https://tse2-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.4LCXZorbgMemLxN-jA0gxQHaPj?w=115&h=180&c=7&r=0&o=5&dpr=1.3&pid=1.7'); background-size: 100%; background-attachment: fixed;background-repeat:no-repeat;">
  <div id="all">
          <form action="/s" method="get">
               <img src="https://www.iconninja.com/files/624/1019/808/2-traffic-icon.png"><h1 style="color:green"> Search Engine</h1>
               <br><input type="text" name="wd">
               <input type="submit" value="提交">
          </form>
  </div>
</body>
</html>

（3）结果显示页面

主要实现根据搜索结果显示链接信息的功能。

<!doctype html>
<html ng-app="app">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>搜索</title>
    <meta http-equiv="content-type" content="text/html;charset=utf-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">

    <link href="http://libs.baidu.com/bootstrap/3.0.3/css/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
</head>
<body ng-controller="ctrl" style="background-image: url('https://tse2-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.4LCXZorbgMemLxN-jA0gxQHaPj?w=115&h=180&c=7&r=0&o=5&dpr=1.3&pid=1.7'); background-size: 100%; background-attachment: fixed;background-repeat:no-repeat;">
<div class="container">
    <br>
    <br>
    <form class="form-inline" method="get" action="/s">
        <div class="form-group">
            <input type="text" style="height: 40px; width: 360px;" class="form-control" ng-model="query"
                   value="{{ value }}" name="wd" id="query"/>
        </div>
        <input class="btn btn-small btn-success" role="button" type="submit" value="搜一下" id="btn">
    </form>
    <br>
    <br>共有{{ length }}条结果
    <br>
    <div id="box">
    {% for doc in docs %}
    <p><a href="{{ doc[0] }}" target="_blank">{{ doc[1]|safe }}</a></p>
    <p>来源：{{ doc[0] }}</p>
    <br>
    {% endfor %}
</div>
</div>
</body>
</html>

3、主函数

给定需要爬取的服务器，建立数据库，如果该数据库已经存在则跳过爬取的过程，搜索引擎类的spyder读取数据库，运行搜索引擎页面。以下示例爬取力扣页面。

if __name__ == '__main__':
    # 爬取服务器建立数据库 爬取下面网页
    url = 'https://leetcode.cn'
       if os.path.exists('leetcode.db'):
      i=0
    else:
     spyder.crawlerhost(url, url, 'leetcode.db')
    # 读取数据库
     spyder.readdb('leetcode.db')
    mysearcher= searcher('leetcode.db') #搜索引擎
       #输入搜索词
    app.run()