stemmer.c
上传用户:qin5330
上传日期:2007-01-05
资源大小:114k
文件大小:18k
源码类别:

搜索引擎

开发平台:

Perl

  1. /*
  2. ** NOTE: This implementation was originally part of the WAIS system
  3. ** The main function, Stem(), was incorporated into Swish-E 1.1
  4. ** to provide a stemming function.
  5. **   11/24/98 Mark Gaulin
  6. */
  7. /* WIDE AREA INFORMATION SERVER SOFTWARE:
  8.    No guarantees or restrictions.  See the readme file for the full standard
  9.    disclaimer.
  10.    francois@welchgate.welch.jhu.edu
  11. */
  12. /* Copyright (c) CNIDR (see ../COPYRIGHT) */
  13. /* 
  14.  * stems a word.
  15.  * 
  16.  */
  17. /* the main functions are:
  18.  *   stemmer
  19.  *
  20.  */
  21. #include "swish.h"
  22. #include <ctype.h>
  23. #include <string.h>
  24. #include <stdio.h>
  25. #include "stemmer.h"
  26. #define FALSE 0
  27. #define TRUE 1
  28. /*******************************   stem.c   ***********************************
  29.    Purpose:    Implementation of the Porter stemming algorithm documented 
  30.                in: Porter, M.F., "An Algorithm For Suffix Stripping," 
  31.                Program 14 (3), July 1980, pp. 130-137.
  32.    Provenance: Written by B. Frakes and C. Cox, 1986.
  33.                Changed by C. Fox, 1990.
  34.                   - made measure function a DFA
  35.                   - restructured structs
  36.                   - renamed functions and variables
  37.                   - restricted function and variable scopes
  38.                Changed by C. Fox, July, 1991.
  39.                   - added ANSI C declarations 
  40.                   - branch tested to 90% coverage
  41.    Notes:      This code will make little sense without the the Porter
  42.                article.  The stemming function converts its input to
  43.                lower case.
  44. **/
  45. /************************   Standard Include Files   *************************/
  46. /*****************************************************************************/
  47. /*****************   Private Defines and Data Structures   *******************/
  48. #define EOS                         ''
  49. #define IsVowel(c)        ('a'==(c)||'e'==(c)||'i'==(c)||'o'==(c)||'u'==(c))
  50. typedef struct {
  51.            int id;                 /* returned if rule fired */
  52.            char *old_end;          /* suffix replaced */
  53.            char *new_end;          /* suffix replacement */
  54.            int old_offset;         /* from end of word to start of suffix */
  55.            int new_offset;         /* from beginning to end of new suffix */
  56.            int min_root_size;      /* min root word size for replacement */
  57.            int (*condition)();     /* the replacement test function */
  58.            } RuleList;
  59. static char LAMBDA[1] = "";        /* the constant empty string */
  60. static char *end;                  /* pointer to the end of the word */
  61. /*****************************************************************************/
  62. /********************   Private Function Declarations   **********************/
  63. #ifdef __STDC__
  64. static int WordSize( char *word );
  65. static int ContainsVowel( char *word );
  66. static int EndsWithCVC( char *word );
  67. static int AddAnE( char *word );
  68. static int RemoveAnE( char *word );
  69. static int ReplaceEnd( char *word, RuleList *rule );
  70. #else
  71. static int WordSize( /* word */ );
  72. static int ContainsVowel( /* word */ );
  73. static int EndsWithCVC( /* word */ );
  74. static int AddAnE( /* word */ );
  75. static int RemoveAnE( /* word */ );
  76. static int ReplaceEnd( /* word, rule */ );
  77. #endif
  78. /******************************************************************************/
  79. /*****************   Initialized Private Data Structures   ********************/
  80. static RuleList step1a_rules[] =
  81.            {
  82.              101,  "sses",      "ss",    3,  1, -1,  NULL,
  83.              102,  "ies",       "i",     2,  0, -1,  NULL,
  84.              103,  "ss",        "ss",    1,  1, -1,  NULL,
  85.              104,  "s",         LAMBDA,  0, -1, -1,  NULL,
  86.              000,  NULL,        NULL,    0,  0,  0,  NULL,
  87.            };
  88. static RuleList step1b_rules[] =
  89.            {
  90.              105,  "eed",       "ee",    2,  1,  0,  NULL,
  91.              106,  "ed",        LAMBDA,  1, -1, -1,  ContainsVowel,
  92.              107,  "ing",       LAMBDA,  2, -1, -1,  ContainsVowel,
  93.              000,  NULL,        NULL,    0,  0,  0,  NULL,
  94.            };
  95. static RuleList step1b1_rules[] =
  96.            {
  97.              108,  "at",        "ate",   1,  2, -1,  NULL,
  98.              109,  "bl",        "ble",   1,  2, -1,  NULL,
  99.              110,  "iz",        "ize",   1,  2, -1,  NULL,
  100.              111,  "bb",        "b",     1,  0, -1,  NULL,
  101.              112,  "dd",        "d",     1,  0, -1,  NULL,
  102.              113,  "ff",        "f",     1,  0, -1,  NULL,
  103.              114,  "gg",        "g",     1,  0, -1,  NULL,
  104.              115,  "mm",        "m",     1,  0, -1,  NULL,
  105.              116,  "nn",        "n",     1,  0, -1,  NULL,
  106.              117,  "pp",        "p",     1,  0, -1,  NULL,
  107.              118,  "rr",        "r",     1,  0, -1,  NULL,
  108.              119,  "tt",        "t",     1,  0, -1,  NULL,
  109.              120,  "ww",        "w",     1,  0, -1,  NULL,
  110.              121,  "xx",        "x",     1,  0, -1,  NULL,
  111.              122,  LAMBDA,      "e",    -1,  0, -1,  AddAnE,
  112.              000,  NULL,        NULL,    0,  0,  0,  NULL,
  113.              };
  114. static RuleList step1c_rules[] =
  115.            {
  116.              123,  "y",         "i",      0,  0, -1,  ContainsVowel,
  117.              000,  NULL,        NULL,    0,  0,  0,  NULL,
  118.            };
  119. static RuleList step2_rules[] =
  120.            {
  121.              203,  "ational",   "ate",   6,  2,  0,  NULL,
  122.              204,  "tional",    "tion",  5,  3,  0,  NULL,
  123.              205,  "enci",      "ence",  3,  3,  0,  NULL,
  124.              206,  "anci",      "ance",  3,  3,  0,  NULL,
  125.              207,  "izer",      "ize",   3,  2,  0,  NULL,
  126.              208,  "abli",      "able",  3,  3,  0,  NULL,
  127.              209,  "alli",      "al",    3,  1,  0,  NULL,
  128.              210,  "entli",     "ent",   4,  2,  0,  NULL,
  129.              211,  "eli",       "e",     2,  0,  0,  NULL,
  130.              213,  "ousli",     "ous",   4,  2,  0,  NULL,
  131.              214,  "ization",   "ize",   6,  2,  0,  NULL,
  132.              215,  "ation",     "ate",   4,  2,  0,  NULL,
  133.              216,  "ator",      "ate",   3,  2,  0,  NULL,
  134.              217,  "alism",     "al",    4,  1,  0,  NULL,
  135.              218,  "iveness",   "ive",   6,  2,  0,  NULL,
  136.              219,  "fulnes",    "ful",   5,  2,  0,  NULL,
  137.              220,  "ousness",   "ous",   6,  2,  0,  NULL,
  138.              221,  "aliti",     "al",    4,  1,  0,  NULL,
  139.              222,  "iviti",     "ive",   4,  2,  0,  NULL,
  140.              223,  "biliti",    "ble",   5,  2,  0,  NULL,
  141.              000,  NULL,        NULL,    0,  0,  0,  NULL,
  142.            };
  143. static RuleList step3_rules[] =
  144.            {
  145.              301,  "icate",     "ic",    4,  1,  0,  NULL,
  146.              302,  "ative",     LAMBDA,  4, -1,  0,  NULL,
  147.              303,  "alize",     "al",    4,  1,  0,  NULL,
  148.              304,  "iciti",     "ic",    4,  1,  0,  NULL,
  149.              305,  "ical",      "ic",    3,  1,  0,  NULL,
  150.              308,  "ful",       LAMBDA,  2, -1,  0,  NULL,
  151.              309,  "ness",      LAMBDA,  3, -1,  0,  NULL,
  152.              000,  NULL,        NULL,    0,  0,  0,  NULL,
  153.            };
  154. static RuleList step4_rules[] =
  155.            {
  156.              401,  "al",        LAMBDA,  1, -1,  1,  NULL,
  157.              402,  "ance",      LAMBDA,  3, -1,  1,  NULL,
  158.              403,  "ence",      LAMBDA,  3, -1,  1,  NULL,
  159.              405,  "er",        LAMBDA,  1, -1,  1,  NULL,
  160.              406,  "ic",        LAMBDA,  1, -1,  1,  NULL,
  161.              407,  "able",      LAMBDA,  3, -1,  1,  NULL,
  162.              408,  "ible",      LAMBDA,  3, -1,  1,  NULL,
  163.              409,  "ant",       LAMBDA,  2, -1,  1,  NULL,
  164.              410,  "ement",     LAMBDA,  4, -1,  1,  NULL,
  165.              411,  "ment",      LAMBDA,  3, -1,  1,  NULL,
  166.              412,  "ent",       LAMBDA,  2, -1,  1,  NULL,
  167.              423,  "sion",      "s",     3,  0,  1,  NULL,
  168.              424,  "tion",      "t",     3,  0,  1,  NULL,
  169.              415,  "ou",        LAMBDA,  1, -1,  1,  NULL,
  170.              416,  "ism",       LAMBDA,  2, -1,  1,  NULL,
  171.              417,  "ate",       LAMBDA,  2, -1,  1,  NULL,
  172.              418,  "iti",       LAMBDA,  2, -1,  1,  NULL,
  173.              419,  "ous",       LAMBDA,  2, -1,  1,  NULL,
  174.              420,  "ive",       LAMBDA,  2, -1,  1,  NULL,
  175.              421,  "ize",       LAMBDA,  2, -1,  1,  NULL,
  176.              000,  NULL,        NULL,    0,  0,  0,  NULL,
  177.            };
  178. static RuleList step5a_rules[] =
  179.            {
  180.              501,  "e",         LAMBDA,  0, -1,  1,  NULL,
  181.              502,  "e",         LAMBDA,  0, -1, -1,  RemoveAnE,
  182.              000,  NULL,        NULL,    0,  0,  0,  NULL,
  183.            };
  184. static RuleList step5b_rules[] =
  185.            {
  186.              503,  "ll",        "l",     1,  0,  1,  NULL,
  187.              000,  NULL,        NULL,    0,  0,  0,  NULL,
  188.            };
  189. /*****************************************************************************/
  190. /********************   Private Function Declarations   **********************/
  191. /*FN***************************************************************************
  192.        WordSize( word )
  193.    Returns: int -- a weird count of word size in adjusted syllables
  194.    Purpose: Count syllables in a special way:  count the number 
  195.             vowel-consonant pairs in a word, disregarding initial 
  196.             consonants and final vowels.  The letter "y" counts as a
  197.             consonant at the beginning of a word and when it has a vowel
  198.             in front of it; otherwise (when it follows a consonant) it
  199.             is treated as a vowel.  For example, the WordSize of "cat" 
  200.             is 1, of "any" is 1, of "amount" is 2, of "anything" is 3.
  201.    Plan:    Run a DFA to compute the word size
  202.    Notes:   The easiest and fastest way to compute this funny measure is
  203.             with a finite state machine.  The initial state 0 checks
  204.             the first letter.  If it is a vowel, then the machine changes
  205.             to state 1, which is the "last letter was a vowel" state.
  206.             If the first letter is a consonant or y, then it changes
  207.             to state 2, the "last letter was a consonant state".  In
  208.             state 1, a y is treated as a consonant (since it follows
  209.             a vowel), but in state 2, y is treated as a vowel (since
  210.             it follows a consonant.  The result counter is incremented
  211.             on the transition from state 1 to state 2, since this
  212.             transition only occurs after a vowel-consonant pair, which
  213.             is what we are counting.
  214. **/
  215. static int
  216. WordSize( word )
  217.    char *word;   /* in: word having its WordSize taken */
  218.    {
  219.    register int result;   /* WordSize of the word */
  220.    register int state;    /* current state in machine */
  221.    result = 0;
  222.    state = 0;
  223.                  /* Run a DFA to compute the word size */
  224.    while ( EOS != *word )
  225.       {
  226.       switch ( state )
  227.          {
  228.          case 0: state = (IsVowel(*word)) ? 1 : 2;
  229.                  break;
  230.          case 1: state = (IsVowel(*word)) ? 1 : 2;
  231.                  if ( 2 == state ) result++;
  232.                  break;
  233.          case 2: state = (IsVowel(*word) || ('y' == *word)) ? 1 : 2;
  234.                  break;
  235.          }
  236.       word++;
  237.       }
  238.    return( result );
  239.    } /* WordSize */
  240. /*FN**************************************************************************
  241.        ContainsVowel( word )
  242.    Returns: int -- TRUE (1) if the word parameter contains a vowel,
  243.             FALSE (0) otherwise.
  244.    Purpose: Some of the rewrite rules apply only to a root containing
  245.             a vowel, where a vowel is one of "aeiou" or y with a
  246.             consonant in front of it.
  247.    Plan:    Obviously, under the definition of a vowel, a word contains
  248.             a vowel iff either its first letter is one of "aeiou", or
  249.             any of its other letters are "aeiouy".  The plan is to
  250.             test this condition.
  251.    Notes:   None
  252. **/
  253. static int
  254. ContainsVowel( word )
  255.    char *word;   /* in: buffer with word checked */
  256.    {
  257.    if ( EOS == *word )
  258.       return( FALSE );
  259.    else
  260.       return( IsVowel(*word) || (NULL != strpbrk(word+1,"aeiouy")) );
  261.    } /* ContainsVowel */
  262. /*FN**************************************************************************
  263.        EndsWithCVC( word )
  264.    Returns: int -- TRUE (1) if the current word ends with a
  265.             consonant-vowel-consonant combination, and the second
  266.             consonant is not w, x, or y, FALSE (0) otherwise.
  267.    Purpose: Some of the rewrite rules apply only to a root with
  268.             this characteristic.
  269.    Plan:    Look at the last three characters.
  270.    Notes:   None
  271. **/
  272. static int
  273. EndsWithCVC( word )
  274.    char *word;   /* in: buffer with the word checked */
  275.    {
  276.    int length;         /* for finding the last three characters */
  277.    if ( (length = strlen(word)) < 2 )
  278.       return( FALSE );
  279.    else
  280.       {
  281.       end = word + length - 1;
  282.       return(    (NULL == strchr("aeiouwxy",*end--))      /* consonant */
  283.               && (NULL != strchr("aeiouy",  *end--))        /* vowel */
  284.               && (NULL == strchr("aeiou",   *end  )) );   /* consonant */
  285.       }
  286.    } /* EndsWithCVC */
  287. /*FN**************************************************************************
  288.        AddAnE( word )
  289.    Returns: int -- TRUE (1) if the current word meets special conditions
  290.             for adding an e.
  291.    Purpose: Rule 122 applies only to a root with this characteristic.
  292.    Plan:    Check for size of 1 and a consonant-vowel-consonant ending.
  293.    Notes:   None
  294. **/
  295. static int
  296. AddAnE( word )
  297.    char *word;
  298.    {
  299.    return( (1 == WordSize(word)) && EndsWithCVC(word) );
  300.    } /* AddAnE */
  301. /*FN**************************************************************************
  302.        RemoveAnE( word )
  303.    Returns: int -- TRUE (1) if the current word meets special conditions
  304.             for removing an e.
  305.    Purpose: Rule 502 applies only to a root with this characteristic.
  306.    Plan:    Check for size of 1 and no consonant-vowel-consonant ending.
  307.    Notes:   None
  308. **/
  309. static int
  310. RemoveAnE( word )
  311.    char *word;
  312.    {
  313.    return( (1 == WordSize(word)) && !EndsWithCVC(word) );
  314.    } /* RemoveAnE */
  315. /*FN**************************************************************************
  316.        ReplaceEnd( word, rule )
  317.    Returns: int -- the id for the rule fired, 0 is none is fired
  318.    Purpose: Apply a set of rules to replace the suffix of a word
  319.    Plan:    Loop through the rule set until a match meeting all conditions
  320.             is found.  If a rule fires, return its id, otherwise return 0.
  321.             Connditions on the length of the root are checked as part of this
  322.             function's processing because this check is so often made.
  323.    Notes:   This is the main routine driving the stemmer.  It goes through
  324.             a set of suffix replacement rules looking for a match on the
  325.             current suffix.  When it finds one, if the root of the word
  326.             is long enough, and it meets whatever other conditions are
  327.             required, then the suffix is replaced, and the function returns.
  328. **/
  329. static int
  330. ReplaceEnd( word, rule )
  331.    char *word;        /* in/out: buffer with the stemmed word */
  332.    RuleList *rule;    /* in: data structure with replacement rules */
  333.    {
  334.    register char *ending;   /* set to start of possible stemmed suffix */
  335.    char tmp_ch;             /* save replaced character when testing */
  336.    while ( 0 != rule->id )
  337.       {
  338.       ending = end - rule->old_offset;
  339.       if ( word <= ending )
  340.          if ( 0 == strcmp(ending,rule->old_end) )
  341.             {
  342.             tmp_ch = *ending;
  343.             *ending = EOS;
  344.             if ( rule->min_root_size < WordSize(word) )
  345.                if ( !rule->condition || (*rule->condition)(word) )
  346.                   {
  347.                   (void)strcat( word, rule->new_end );
  348.                   end = ending + rule->new_offset;
  349.                   break;
  350.                   }
  351.             *ending = tmp_ch;
  352.             }
  353.       rule++;
  354.       }
  355.    return( rule->id );
  356.    } /* ReplaceEnd */
  357. /*****************************************************************************/
  358. /*********************   Public Function Declarations   **********************/
  359. /*FN***************************************************************************
  360.        Stem( word )
  361.    Returns: int -- FALSE (0) if the word contains non-alphabetic characters
  362.             and hence is not stemmed, TRUE (1) otherwise
  363.    Purpose: Stem a word
  364.    Plan:    Part 1: Check to ensure the word is all alphabetic
  365.             Part 2: Run through the Porter algorithm
  366.             Part 3: Return an indication of successful stemming
  367.    Notes:   This function implements the Porter stemming algorithm, with
  368.             a few additions here and there.  See:
  369.                Porter, M.F., "An Algorithm For Suffix Stripping,"
  370.                Program 14 (3), July 1980, pp. 130-137.
  371.             Porter's algorithm is an ad hoc set of rewrite rules with
  372.             various conditions on rule firing.  The terminology of
  373.             "step 1a" and so on, is taken directly from Porter's
  374.             article, which unfortunately gives almost no justification
  375.             for the various steps.  Thus this function more or less
  376.             faithfully refects the opaque presentation in the article.
  377.             Changes from the article amount to a few additions to the
  378.             rewrite rules;  these are marked in the RuleList data
  379.             structures with comments.
  380. **/
  381. int
  382. Stem( word )
  383.    char *word;  /* in/out: the word stemmed */
  384.    {
  385.    int rule;    /* which rule is fired in replacing an end */
  386.             /* Part 1: Check to ensure the word is all alphabetic */
  387.    for ( end = word; *end != EOS; end++ )
  388.       if ( !isalpha(*end) ) return( FALSE );
  389.       else *end = tolower( *end );
  390.    end--;
  391.                 /*  Part 2: Run through the Porter algorithm */
  392.    (void)ReplaceEnd( word, step1a_rules );
  393.    rule = ReplaceEnd( word, step1b_rules );
  394.    if ( (106 == rule) || (107 == rule) )
  395.       (void)ReplaceEnd( word, step1b1_rules );
  396.    (void)ReplaceEnd( word, step1c_rules );
  397.    (void)ReplaceEnd( word, step2_rules );
  398.    (void)ReplaceEnd( word, step3_rules );
  399.    (void)ReplaceEnd( word, step4_rules );
  400.    (void)ReplaceEnd( word, step5a_rules );
  401.    (void)ReplaceEnd( word, step5b_rules );
  402.            /* Part 3: Return an indication of successful stemming */
  403.    return( TRUE );
  404.    } /* Stem */