比正则快M倍?！Python替换字符串的新姿势

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大家好，欢迎来到 Crossin的编程教室 ！

我们在写代码的时候经常会遇到需要替换文本中字符串的情况。如果替换的不是固定字符，而是某种字符规律，那就要用到正则表达式。今天我们要给大家分享一个效率更高的替代库：FlashText

FlashText 算法是由 Vikash Singh 于2017年发表的大规模关键词替换算法，这个算法的时间复杂度仅由文本长度（N）决定，算法时间复杂度为O(N)。

而对于正则表达式的替换，算法时间复杂度还需要考虑被替换的关键词数量（M），因此时间复杂度为O(MxN)。

简而言之，基于FlashText算法的字符串替换比正则表达式替换快M倍以上，这个M是需要替换的关键词数量，关键词越多，FlashText算法的优势就越明显。

下面就给大家介绍如何在 Python 中基于 flashtext 模块使用 FlashText 算法进行字符串查找和替换，如果觉得对你的项目团队很有帮助，请记得帮作者转发一下哦。

1.准备

开始之前，你要确保Python和pip已经成功安装在电脑上，如果没有，可以在公众号回复关键词：安装，获取相关教程文章。

如果你用Python的目的是数据分析，可以直接安装Anaconda：我也曾经因安装库而抓狂，直到我遇到了Anaconda，它内置了Python和pip。

此外，如果你是使用 PyCharm 作为你的代码编辑器，可以回复关键词：PyCharm，获取上手指南。

请选择以下任一种方式输入命令安装依赖：
1. Windows 环境 打开 Cmd (开始-运行-CMD)
2. MacOS 环境 打开 Terminal (command 空格输入Terminal)
3. 如果你用的是 PyCharm 或 VSCode，可以直接使用界面下方的Terminal

安装 flashtext 库：

pip install flashtext

2.基本使用

提取关键词

一个最基本的提取关键词的例子如下：

from flashtext import KeywordProcessor
# 1. 初始化关键字处理器
keyword_processor = KeywordProcessor()
# 2. 添加关键词
keyword_processor.add_keyword('Big Apple', 'New York')
keyword_processor.add_keyword('Bay Area')
# 3. 处理目标句子并提取相应关键词
keywords_found = keyword_processor.extract_keywords('I love Big Apple and Bay Area.')
# 4. 结果
print(keywords_found)
# ['New York', 'Bay Area']

其中 add_keyword 的第一个参数代表需要被查找的关键词，第二个参数是给这个关键词一个别名，如果找到了则以别名显示。

替换关键词

如果你想要替换关键词，只需要调用处理器的 replace_keywords 函数：

from flashtext import KeywordProcessor
# 1. 初始化关键字处理器
keyword_processor = KeywordProcessor()
# 2. 添加关键词
keyword_processor.add_keyword('New Delhi', 'NCR region')
# 3. 替换关键词
new_sentence = keyword_processor.replace_keywords('I love Big Apple and new delhi.')
# 4. 结果
print(new_sentence)
# 'I love New York and NCR region.'

关键词大小写敏感

如果你需要精确提取，识别大小写字母，那么你可以在处理器初始化的时候设定 sensitive 参数:

from flashtext import KeywordProcessor
# 1. 初始化关键字处理器, 注意设置大小写敏感(case_sensitive)为TRUE
keyword_processor = KeywordProcessor(case_sensitive=True)
# 2. 添加关键词
keyword_processor.add_keyword('Big Apple', 'New York')
keyword_processor.add_keyword('Bay Area')
# 3. 处理目标句子并提取相应关键词
keywords_found = keyword_processor.extract_keywords('I love big Apple and Bay Area.')
# 4. 结果
print(keywords_found)
# ['Bay Area']

标记关键词位置

如果你需要获取关键词在句子中的位置，在 extract_keywords 的时候添加 span_info=True 参数即可：

from flashtext import KeywordProcessor
# 1. 初始化关键字处理器
keyword_processor = KeywordProcessor()
# 2. 添加关键词
keyword_processor.add_keyword('Big Apple', 'New York')
keyword_processor.add_keyword('Bay Area')
# 3. 处理目标句子并提取相应关键词, 并标记关键词的起始、终止位置
keywords_found = keyword_processor.extract_keywords('I love big Apple and Bay Area.', span_info=True)
# 4. 结果
print(keywords_found)
# [('New York', 7, 16), ('Bay Area', 21, 29)]

获取目前所有的关键词

如果你需要获取当前已经添加的所有关键词，只需要调用处理器的 get_all_keywords 函数：

from flashtext import KeywordProcessor
# 1. 初始化关键字处理器
keyword_processor = KeywordProcessor()
# 2. 添加关键词
keyword_processor.add_keyword('j2ee', 'Java')
keyword_processor.add_keyword('colour', 'color')
# 3. 获取所有关键词
keyword_processor.get_all_keywords()
# output: {'colour': 'color', 'j2ee': 'Java'}

批量添加关键词

批量添加关键词有两种方法，一种是通过词典，一种是通过数组：

from flashtext import KeywordProcessor
# 1. 初始化关键字处理器
keyword_processor = KeywordProcessor()
# 2. （第一种）通过字典批量添加关键词
keyword_dict = {
    'java': ['java_2e', 'java programing'],
    'product management': ['PM', 'product manager']
}
keyword_processor.add_keywords_from_dict(keyword_dict)
# 2. （第二种）通过数组批量添加关键词
keyword_processor.add_keywords_from_list(['java', 'python'])
# 3. 第一种的提取效果如下
keyword_processor.extract_keywords('I am a product manager for a java_2e platform')
# output ['product management', 'java']

单一或批量删除关键词

删除关键词也非常简单，和添加类似：

from flashtext import KeywordProcessor
# 1. 初始化关键字处理器
keyword_processor = KeywordProcessor()
# 2. 通过字典批量添加关键词
keyword_dict = {
    'java': ['java_2e', 'java programing'],
    'product management': ['PM', 'product manager']
}
keyword_processor.add_keywords_from_dict(keyword_dict)
# 3. 提取效果如下
print(keyword_processor.extract_keywords('I am a product manager for a java_2e platform'))
# ['product management', 'java']
# 4. 单个删除关键词
keyword_processor.remove_keyword('java_2e')
# 5. 批量删除关键词，也是可以通过词典或者数组的形式
keyword_processor.remove_keywords_from_dict({'product management': ['PM']})
keyword_processor.remove_keywords_from_list(['java programing'])
# 6. 删除了java programing关键词后的效果如下
keyword_processor.extract_keywords('I am a product manager for a java_2e platform')
# ['product management']

3.高级使用

支持额外信息

前面提到在添加关键词的时候第二个参数为其别名，其实你不仅可以指示别名，还可以将额外信息放到第二个参数中：

from flashtext import KeywordProcessor
# 1. 初始化关键字处理器
kp = KeywordProcessor()
# 2. 添加关键词并附带额外信息
kp.add_keyword('Taj Mahal', ('Monument', 'Taj Mahal'))
kp.add_keyword('Delhi', ('Location', 'Delhi'))
# 3. 效果如下
kp.extract_keywords('Taj Mahal is in Delhi.')
# [('Monument', 'Taj Mahal'), ('Location', 'Delhi')]

这样，在提取关键词的时候，你还能拿到其他一些你想要在得到此关键词时输出的信息。

支持特殊单词边界

Flashtext 检测的单词边界一般局限于 \w [A-Za-z0-9_] 外的任意字符，但是如果你想添加某些特殊字符作为单词的一部分也是可以实现的：

from flashtext import KeywordProcessor
# 1. 初始化关键字处理器
keyword_processor = KeywordProcessor()
# 2. 添加关键词
keyword_processor.add_keyword('Big Apple')
# 3. 正常效果
print(keyword_processor.extract_keywords('I love Big Apple/Bay Area.'))
# ['Big Apple']
# 4. 将 '/' 作为单词一部分
keyword_processor.add_non_word_boundary('/')
# 5. 优化后的效果
print(keyword_processor.extract_keywords('I love Big Apple/Bay Area.'))
# []

4.结尾

这个模块可以满足我们的日常基本使用。如果你有一些该模块提供的功能之外的使用需求，可以给 flashtext 提交 issue：
https://github.com/vi3k6i5/flashtext

附：

FlashText 与正则相比 查询关键词 所花费的时间之比：

FlashText 与正则相比 替换关键词 所花费的时间之比：

以上就是对 FlashText 的介绍和使用演示。

来源：Python实用宝典