2.4.3 算法程序实现的综合应用 课件-2021-2022学年高中信息技术人教_中图版（2019）必修1（24张PPT）

(共24张PPT)
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
单位：来宾市第四中学
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
　　十九大报告的“亮点”，一个“新”字贯穿整个报告。通过分析得到词云图。
醒目的“新时代”三个字以强烈的视觉冲击效果呈现在我们眼前， 该词在全文中出现36次，高居榜首。其他还有“新格局”“新形势”“新征程”“新成果”“新发展理念”等词汇也频频出现。
　　“词云”就是对网络文本中出现频率较高的“关键词”予以视觉上的突出，从而过滤掉大量的文本信息，使浏览网页者只要一眼扫过文本就可以领略文本的主旨。
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
问题提出：如何选取文章中出现次数最多的词呢？
　　学校开展经典诵读活动，小明在阅读《三国演义》时，为了分析小说的写作特色，想把小说中出现次数最多的20个词查找出来。
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
实践探索
想一想，小明是否能从纸质小说中找出这20个高频词？如果用计算机解决该问题，又应如何实现？
　　学校开展经典诵读活动，小明在阅读《三国演义》时，为了分析小说的写作特色，想把小说中出现次数最多的20个词查找出来。
　　计算机解决：已知条件为文本文件《三国演义》，求解目标为《三国演义》中出现次数最多的20个词。
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
分析问题
手工方法：费时费力，难度很大。
回忆：使用计算机解决问题的步骤
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
　　在问题求解中，除了要完成读取文件和显示输出内容，还要重点实现分词、词频统计和排序等功能。如图所示：
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
设计算法
　　由于中文文本是由连续的字序列构成，没有明显的词语界限，因此分词处理的算法比较复杂。
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
设计算法—中文分词
jieba（结巴） 是目前使用最广泛的 Python 中文分词模块，它主要有以下特性：支持3种分词模式，支持繁体分词，支持自定义词典。
通过jieba的分词功能，我们可以将《三国演义》中的汉字字符序列切分成一个个单独的词，组合成一个“词汇表”。
在词频统计的过程中主要应用了枚举算法，对于“词汇表”中的每一个词，依次计算出各自的出现次数，生成一个包含词和次数的“统计表”。
设计算法—词频统计
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
　　要找到出现次数最多的20个词，需要对“统计表”中的词语按次数从大到小进行排序。
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
设计算法—词频排序
　　可以自己设计排序算法，也可以调用Python语言中可以直接调用内置的排序函数快速实现序列排序。
设计算法—显示输出
　　使用print语句可以显示前20个词及它的次数。
# 打开文件python中使用open函数（参数1为打开的文件，参数2为打开方式，参数3为文件存储方式）。
f = open("三国演义.txt", "r", encoding="utf-8")
# 读取文件内容
txt = f.read()　　　　　　
注意：打开文件时要注意编码格式，待分词的字符串可以是 unicode 或 UTF-8 字符串、GBK 字符串。注意：不建议直接输入 GBK 字符串，可能无法预料地错误解码成 UTF-8。
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—读取文件
# 导入jieba模块
import jieba
# 将句子拆分为词语保存到列表中
words = jieba.lcut(txt)
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—进行分词
# 建立空字典，用于存储词和出现次数
counts = {}
#枚举所有分词，存入字典变量counts中，并计算它次数
for word in words:
if len(word) == 1: # 单字的词语忽略不计
continue
else:
# 出现次数+1
counts[word] = counts.get(word, 0) + 1
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—分词统计
为保证统计结果唯一性，这里我们需要使用Python中一个特殊的数据类型，字典。
分词第一次出现，默认值为0
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
字典是Python语言中的一种数据类型，其中每个元素都包含两部分:键和值。字典中元素用花括号括起，用冒号分隔键和值。例如，表示教师姓名及其年龄信息的数据可用字典类型表示为:
Python语言中的字典类型
teachers= {"张明":25, "王丽":32, "李强":56 , "孙玲":44}
字典与列表不同，它不是数据的序列，而是键值对的无序集合。
字典可以通过键访问值，这种方法与平时我们查字典或电话簿类似，如：
列表：t= [“张明”, “王丽”, “李强”, “孙玲“],列表访问通过索引值来访问，如： t[0]的值为”张明”，而t[“张明”]写法错误！
返回
字典与列表
teachers[“张明”]的值为 25 ,而teachers[0]写法错误！
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
字典类型
字典是Python语言中的一种数据类型，其中每个元素都包含两部分:键和值。字典中元素用花括号括起，用冒号分隔键和值。
Python语言中的字典函数操作
返回
　　字典数据是无序的，需要将字典转化为列表，对列表排序。
# 字典转化为列表后才可以排序
items = list(counts.items())
　
# 对列表items按“次数”降序排序　
items.sort(key=lambda x:x[1], reverse=True)
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—分词排序
Python语言中内置了多种排序方法，函数sort就是其中常用的一种。
例如,list.sort()可以对列表list进行升序排序，若要降序排列，需要设置参数:reverse = True，如list.sort(reverse = True)。
要对字典类型数据进行排序，通常先将其转换为列表类型，然后再进行排序操作。
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—sort函数
例如:
counts = { "Apple":25,"Orange ":40,"Green tea":28,"Coffee" : 15}
L = list(counts.items())
#L列表的值：
[("Apple",25),("Orange ",40),("Green tea",28),("Coffee" ,15)]
L.sort(key=lambda x:x[1],reverse=True)
#根据列表中的第2列进行降序排序排序后列表L的值为:
[("Orange", 40), ("Green tea",28), ("Apple"，25),("Coffee", 15)]。
用于定义一种特殊的函数——匿名函数，又称lambda函数。
匿名函数并非没有名字，而是将函数名作为函数结果返回，如下：
<函数名> = lambda <参数列表>: <表达式>
lambda函数与正常函数一样，等价于下面形式：
def <函数名>(<参数列表>):
return <表达式>
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—lambda函数
#显示前20名　
for i in range(20):
# 输出词和出现次数
print(items[i][0], items[i][1]) 　　　
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—显示输出实现
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—完整代码
import jieba
f = open(“三国演义.txt”, ‘r’, encoding=‘utf-8’) #打开文件
txt = f.read() #读取文件
words=jieba.lcut(txt) #进行分词
counts={} #定义空字典
for word in words: #将分词导入字典中，并统计个数
if len(word)==1:
continue #对于一个字的分词省略掉
else:
counts[word]=counts.get(word,0)+1 #加上一个数
items=list(counts.items()) #将字典转为列表
items.sort(key=lambda x:x[1],reverse=True) #对转换后的列表进行排序
for i in range(20): #输出前20名
print(items[i][0], items[i][1])
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—结果显示
编程解决问题不是一蹴而就的。通常，我们要根据程序运行结果，围绕求解目标，改进算法、优化程序，以实现问题的最终有效解决。
　　我们可以利用Python语言中的if语句将这些词语进行合并处理，具体编码实现如下：
for word in words:
if len(word) == 1:
continue
elif word == "诸葛亮" or word == "孔明曰":
rword = "孔明"
elif word == "关公" or word == "云长" :
rword = "关羽"
elif word == "玄德" or word == "玄德曰" :
rword = "刘备"
elif word == "孟德" or word == "丞相" :
rword = "曹操"
else:
rword = word
counts[rword] = counts.get(rword, 0) + 1
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
程序编写—代码完善
　　为了更有效地查找、修改程序中存在的错误，需要仔细阅读和分析程序语句，掌握必要的调试方法。
断点调试是一种较为直观的程序调试方式，其基本方法为：
　　 进入调试状态；
　 　设置断点；
　　 检查运行状态下各个变量的值，确定错误的位置，并进行修改；
　　 反复调试直至程序运行正确。
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
保存文件，调试运行程序
　　在前面已经找到的20个高频词中，包括有“却说”“二人”“不能”等与人名无关的词语。想一想，如何去除这些词语，只显示10位出场次数最多的主要人物？尝试修改程序。
2.4.3 算法与程序实现的综合应用
课后进一步完善算法
课堂练习
　　尝试找出2020年政府工作报告中的10个出现最多的词？