自然语言处理技术实践与案例解析


57、扩展 NLTK 对特征结构的处理,以允许将其统一到列表值特征中,并使用此方法实现基于中心语驱动短语结构语法(HPSG)风格的次范畴化分析,即中心语类别的次范畴化特征(SUBCAT)是其补语的类别与直接父节点的次范畴化特征值的连接。

可按照以下步骤实现:

扩展 NLTK 对特征结构的处理,使其支持列表值特征的统一操作;

实现 HPSG 风格的次范畴化分析,将中心语类别的 SUBCAT 定义为其补语类别与直接父节点 SUBCAT 值的连接。

58、开发一种将英语句子翻译成带有二元广义量词公式的方法。在这种方法中,给定一个广义量词Q,量化公式的形式为Q(A, B),其中A和B都是类型为〈e, t〉的表达式。例如,当且仅当A所表示的集合是B所表示集合的子集时,all(A, B)为真。

可按以下步骤开发翻译方法:


识别广义量词

:确定句子中的广义量词

Q

,如

all



some



most

等。


划分集合描述

:将句子划分为两个部分

A



B

,它们应是类型为〈e, t〉的表达式,分别代表两个集合的描述。


构建公式

:根据识别出的广义量词和集合描述,构建

Q(A, B)

形式的公式。


确定真值条件

:根据广义量词的语义,确定公式为真的条件。例如,对于

all(A, B)

,只有当

A

所表示的集合是

B

所表示集合的子集时,公式才为真。

59、修改 sem.evaluate 代码,使其在表达式不在模型的赋值函数定义域内时给出有用的错误信息。

一般来说,可在

sem.evaluate

函数中添加检查逻辑,当表达式不在赋值函数定义域内时抛出包含有用信息的异常。示例代码如下(假设使用 Python 且有类似结构):


class Model:
    def __init__(self, dom, val):
        self.dom = dom
        self.val = val

    def evaluate(self, expr):
        if expr not in self.val:
            raise ValueError(f'表达式 {expr} 不在模型赋值函数的定义域内。')
        # 原有的评估逻辑
        pass

60、从类似 nltk.corpus.gutenberg 中故事集风格的文本里选取三到四个连续的句子。开发一种语法,使选取的句子能够转换为一阶逻辑,并构建一个模型,用于检验这些转换的真假。

可按照以下步骤完成任务:

从指定风格文本中选句子;

分析句子结构和语义,设计能将其转换为一阶逻辑的语法;

定义模型的论域、常量、谓词和函数的解释;

用语法将句子转换为一阶逻辑公式;

在模型中解释公式并判断真假。

61、进行前面练习时,使用话语表征理论(DRT)作为意义表示方法,应如何操作?

可通过解析字符串表示构建DRS对象,使用

nltk.DrtParser()

进行解析;

可使用

fol()

方法将 DRS 转换为一阶逻辑公式;

有 DRS 连接运算符

+



处理指代消解可使用

nltk.sem.drt_resolve_anaphora

模块的

resolve_anaphora()

方法等。

可结合具体句子进行 DRS 的构建、转换、连接和指代消解等处理。

62、编写一个函数,用于从词汇条目中删除指定的字段。(我们可以在将词汇数据提供给他人之前使用此函数对数据进行清理,例如,删除包含无关或不确定内容的字段。)

定义一个函数,接收词汇条目和要删除的字段作为参数,遍历词汇条目,将非指定字段添加到新列表或数据结构中,最后返回新的词汇条目。

示例代码如下:


def delete_field(entry, field_to_delete):
    new_entry = []
    for field in entry:
        if field.tag != field_to_delete:
            new_entry.append(field)
    return new_entry

注:这里假设词汇条目是一个包含字段对象的列表,每个字段对象有

tag

属性表示字段名。实际使用时需根据具体数据结构调整代码。

63、编写一个程序,找出出现次数少于 10 次的词性(ps 字段)。也许这些是拼写错误?

可按以下思路编写:遍历所有词汇条目,统计每个

ps

字段出现的次数,筛选出出现次数少于 10 次的

ps

字段。示例代码框架如下:


import nltk

# 假设 lexicon 是词汇条目列表
ps_count = nltk.FreqDist()
for entry in lexicon:
    for field in entry:
        if field.tag == 'ps':
            ps_count[field.value] += 1

less_than_10_ps = [ps for ps, count in ps_count.items() if count < 10]
print(less_than_10_ps)

上述代码仅为示例,实际使用时需根据

lexicon

的具体格式进行调整。

64、编写一个程序,用于添加cv字段,并替换任何现有的cv字段。cv字段的值根据lx字段的内容生成,生成规则为:将lx字段内容转换为小写,把非字母字符替换为下划线,将元音字母替换为V,将非元音字母和下划线的字符替换为C。


from nltk.etree.ElementTree import SubElement
import re

def cv(s):
    s = s.lower()
    s = re.sub(r'[^a - z]', r'_', s)
    s = re.sub(r'[aeiou]', r'V', s)
    s = re.sub(r'[^V_]', r'C', s)
    return s

def add_cv_field(entry):
    existing_cv = None
    for field in entry:
        if field.tag == 'lx':
            lx_text = field.text
            cv_value = cv(lx_text)
        if field.tag == 'cv':
            existing_cv = field
    if existing_cv:
        existing_cv.text = cv_value
    else:
        cv_field = SubElement(entry, 'cv')
        cv_field.text = cv_value

65、编写一个函数,添加一个新字段

syl

,该字段给出单词的音节数。

以下是一个简单示例代码实现此功能:


import nltk

def add_syl_field(lexical_entry):
    import re
    vowels = 'aeiouy'
    def count_syllables(word):
        word = word.lower()
        count = 0
        prev_char = None
        for char in word:
            if char in vowels and (prev_char is None or prev_char not in vowels):
                count += 1
            prev_char = char
        if word.endswith('e'):
            count = max(1, count - 1)
        return count
    if 'lx' in lexical_entry:
        word = lexical_entry['lx']
        lexical_entry['syl'] = count_syllables(word)
    return lexical_entry

# 示例用法
lexical_entry = {'lx': 'example'}
print(add_syl_field(lexical_entry))

上述代码定义了一个函数

add_syl_field

,它接收一个词汇条目字典作为输入,若字典中存在

lx

字段(表示单词),则计算该单词的音节数并添加到

syl

字段中,最后返回更新后的词汇条目字典。其中,计算音节数的方法是一个简单的基于元音计数的方法,可能存在一定的误差。

66、编写一个函数,用于显示一个词位的完整词条。当词位拼写错误时,应显示拼写最相近的词位的词条。

遍历词库,找到与输入词位最相近的词位(可使用编辑距离等方法);

若输入词位拼写正确,直接显示其完整词条;若拼写错误,显示最相近词位的完整词条。

67、编写一个函数,该函数接受一个词典(词典中的每个条目可提取出一系列字段)作为输入,找出哪些连续字段对出现的频率最高(例如,ps 后面经常跟着 pt)。(这可能有助于我们发现词汇条目的一些结构。)

可按以下思路编写函数:遍历词典中的每个条目,提取相邻字段对,使用

FreqDist

统计各字段对的出现频率,最后找出频率最高的字段对。示例代码如下:


import nltk
from nltk import FreqDist

def find_most_frequent_consecutive_pairs(lexicon):
    pair_freq = FreqDist()
    for entry in lexicon:
        tags = [field.tag for field in entry]
        for i in range(len(tags) - 1):
            pair = (tags[i], tags[i + 1])
            pair_freq[pair] += 1
    most_common_pairs = pair_freq.most_common()
    return most_common_pairs

68、使用办公软件创建一个电子表格,每行包含一个词汇条目,包括词头、词性和释义。将电子表格保存为 CSV 格式。编写 Python 代码读取 CSV 文件,并以工具箱格式打印,使用 lx 表示词头,ps 表示词性,gl 表示释义。

以下是一个示例代码:


import csv
# 打开 CSV 文件
with open('your_file.csv', 'r', encoding='utf-8') as file:
    reader = csv.reader(file)
    for row in reader:
        headword, pos, gloss = row
        print(f'lx {headword}
ps {pos}
gl {gloss}
')

请将

your_file.csv

替换为你实际的 CSV 文件名。

69、借助nltk.Index对莎士比亚戏剧的单词进行索引。生成的数据结构应允许对单个单词(如“music”)进行查找,返回一个包含对戏剧的幕、场和台词引用的列表,格式为[(3, 2, 9), (5, 1, 23), …],其中(3, 2, 9)表示第3幕第2场第9句台词。

要解决此问题,可按以下步骤操作:

从NLTK语料库中加载莎士比亚戏剧文本;

解析文本,提取每句台词的幕、场和台词编号信息;

使用

nltk.Index

对单词进行索引,将单词与对应的

(幕, 场, 台词编号)

元组关联起来;

实现查找功能,根据输入的单词返回对应的引用列表。

以下是示例代码:


import nltk
from nltk.corpus import gutenberg

# 加载莎士比亚戏剧文本
shakespeare_plays = ['shakespeare-caesar.txt', 'shakespeare-hamlet.txt', 'shakespeare-macbeth.txt']

# 假设文本已解析为 (act, scene, speech, words) 元组形式,这里简单模拟
parsed_text = []
for play in shakespeare_plays:
    words = gutenberg.words(play)
    # 这里需要实际解析文本获取 act, scene, speech 信息
    # 简单模拟,实际中需要根据文本格式解析
    for i, word in enumerate(words):
        parsed_text.append((1, 1, i, word))

# 创建索引
index = nltk.Index((word, (act, scene, speech)) for act, scene, speech, word in parsed_text)

# 查找单词'music'的引用
references = index['music']
print(references)

此代码仅为示例,实际应用中需要根据莎士比亚戏剧文本的具体格式进行解析。

70、编写一个递归函数,将任意的 NLTK 树转换为对应的 XML 格式,非终结符用 XML 元素表示,叶子节点用文本内容表示。例如,对于 NLTK 树,要将其转换为类似

Pierre

Vinken

,

这样的 XML 格式。


以下是一个可能的 Python 实现示例:


import nltk

def tree_to_xml(tree):
    if isinstance(tree, nltk.Tree):
        tag = tree.label()
        children_xml = ''.join([tree_to_xml(child) for child in tree])
        return f'<{tag}>{children_xml}</{tag}>'
    else:
        return str(tree)

# 示例使用
# 假设已有一个 NLTK 树 tree
# xml_output = tree_to_xml(tree)
# print(xml_output)

此代码定义了一个递归函数

tree_to_xml

,它会判断传入的对象是树节点还是叶子节点,若是树节点则递归处理其子节点并生成 XML 元素,若是叶子节点则直接返回其文本内容。

71、获取 CSV 格式的比较词表,并编写一个程序,打印出彼此编辑距离至少为三的同源词。

要实现此功能,可按以下步骤编写 Python 程序:

读取 CSV 文件获取比较词表;

计算词表中每对词的编辑距离;

筛选出编辑距离至少为三的同源词并打印。

示例代码如下:


import csv
from nltk.metrics.distance import edit_distance

# 读取 CSV 文件
wordlist = []
with open('comparative_wordlist.csv', 'r', encoding='utf - 8') as file:
    reader = csv.reader(file)
    for row in reader:
        for word in row:
            wordlist.append(word)

# 找出编辑距离至少为 3 的同源词
for i in range(len(wordlist)):
    for j in range(i + 1, len(wordlist)):
        if edit_distance(wordlist[i], wordlist[j]) >= 3:
            print(wordlist[i], wordlist[j])

上述代码假设 CSV 文件名为

comparative_wordlist.csv

,且文件中每行的每个词都可能是同源词。运行代码前需确保已安装

nltk

库,可使用

pip install nltk

进行安装。

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