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PHP函数similar_text()的原理_PHP教程

程序员文章站 2022-06-02 10:14:49
...
  PHP有个计算两个字符串相似度的函数similar_text(),可以得出一个百分比来表示两个字符串的相似程度。效果如下:

  similar_text('aaaa', 'aaaa', $percent);

  var_dump($percent);

  //float(100)

  similar_text('aaaa', 'aaaabbbb', $percent);

  var_dump($percent);

  //float(66.666666666667)

  similar_text('abcdef', 'aabcdefg', $percent);

  var_dump($percent);

  //float(85.714285714286)

  利用这个函数,可以用来做模糊搜索的功能,或者其他需要模糊匹配的功能。最近我在验证码识别研究中的特征匹配一步上涉及到了这个函数。

  但这个函数具体使用了怎样的算法呢?我研究了他的底层实现,总结为三步:

  (1)找出两个字符串中相同部分最长的一段;

  (2)再用同样的方法在剩下的两段中分别找出相同部分最长的一段,以此类推,直到没有任何相同部分;

  (3)相似度 = 所有相同部分的长度之和 * 2 / 两个字符串的长度之和;

  我研究的源代码版本是PHP 5.4.6,相关的代码位于文件php-5.4.6/ext/standard/string.c的第2951~3031行。以下是我加过注释后源代码。

  //找出两个字符串中相同部分最长的一段

  static void php_similar_str(const char *txt1, int len1, const char *txt2, int len2, int *pos1, int *pos2, int *max)

  {

  char *p, *q;

  char *end1 = (char *) txt1 + len1;

  char *end2 = (char *) txt2 + len2;

  int l;

  *max = 0;

  //以第一个字符串为基准开始遍历

  for (p = (char *) txt1; p

  //遍历第二个字符串

  for (q = (char *) txt2; q

  //发现有字符相同,继续循环找,l为相同部分的长度

  for (l = 0; (p + l

  //冒泡方法找出最长的一个l,并记住相同部分的开始位置

  if (l > *max) {

  *max = l;

  *pos1 = p - txt1;

  *pos2 = q - txt2;

  }

  }

  }

  }

  //计算两个字符串的相同部分的总长度

  static int php_similar_char(const char *txt1, int len1, const char *txt2, int len2)

  {

  int sum;

  int pos1, pos2, max;

  //找出两个字符串相同部分最长的一段

  php_similar_str(txt1, len1, txt2, len2, &pos1, &pos2, &max);

  //这里是对sum的初始赋值,也是对max值的判断

  //如果max为零,表示两个字符串没有任何相同的字符,也就会跳出if

  if ((sum = max)) {

  //对前半段递归,相同段长度累加

  if (pos1 && pos2) {

  sum += php_similar_char(txt1, pos1,

  txt2, pos2);

  }

  //对后半段递归,相同段长度累加

  if ((pos1 + max

  sum += php_similar_char(txt1 + pos1 + max, len1 - pos1 - max,

  txt2 + pos2 + max, len2 - pos2 - max);

  }

  }

  return sum;

  }

  //PHP函数定义

  PHP_FUNCTION(similar_text)

  {

  char *t1, *t2;

  zval **percent = NULL;

  int ac = ZEND_NUM_ARGS();

  int sim;

  int t1_len, t2_len;

  //检查参数合法性

  if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "ss|Z", &t1, &t1_len, &t2, &t2_len, &percent) == FAILURE) {

  return;

  }

  //如果有第三个参数

  if (ac > 2) {

  convert_to_double_ex(percent);

  }

  //如果两个字符串长度都为0,返回0

  if (t1_len + t2_len == 0) {

  if (ac > 2) {

  Z_DVAL_PP(percent) = 0;

  }

  RETURN_LONG(0);

  }

  //调用上面的函数,计算两个字符串的相似库

  sim = php_similar_char(t1, t1_len, t2, t2_len);

  //可以看第三个参数percent的计算公式

  if (ac > 2) {

  Z_DVAL_PP(percent) = sim * 200.0 / (t1_len + t2_len);

  }

  RETURN_LONG(sim);

  }

  另外,PHP还提供了另外一个计算字符串相似度的函数levenshtein(),通过计算两个字符串的编辑距离来表示字符串相似度,这也是一种很常见的算法。levenshtein()的性能相比similar_text()要好一些,因为通过前面的代码分析可以看到,similar_text()的复杂度是O(n^3),n表示最长字符串的长度,而levenshtein()的复杂度为O(m*n),m与n分别为两个字符串的长度。

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