ElasticSearch全文搜索之倒排索引的实现-ElasticSearch零基础到实战

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**什么是倒排索引？**
倒排索引是一种常用的文本索引技术，其主要思想是将文档集合中的每个单词都建立一个索引，索引中保存了该单词出现的所有文档的位置信息。倒排索引的原理就是将文档集合中的每个单词（term）作为关键词（key），将其出现的文档编号（document id）作为值（value），建立一个关键词到文档编号的映射表。通过这样的方式，可以快速地定位文档中包含某个单词的位置，从而实现快速的文本搜索。

以一个简单的例子来说明倒排索引的原理。假设我们有三个文档：
```asp
1. The quick brown fox jumps over the lazy dog.
2. The quick brown fox jumped over the lazy dog.
3. The quick brown fox jumps over the lazy cat.

```
如果我们要查找包含单词“fox”的文档，传统的搜索方式需要遍历每个文档，检查其中是否包含该单词。但是如果我们使用倒排索引，则只需要查找索引中包含“fox”这个单词的文档编号即可，这样可以大大加速搜索的速度。

**Elasticsearch中的倒排索引**
Elasticsearch是一个基于Lucene的分布式全文搜索引擎，它的核心功能就是对文本进行搜索和分析。Elasticsearch中的倒排索引采用的是Lucene的实现方式，主要包括以下几个步骤：

文本预处理：将文本进行分词、停用词过滤、词干提取等操作，生成倒排索引中的term；
生成倒排列表：对于每个term，将其出现的所有文档编号以及出现位置等信息保存在倒排列表中；
建立倒排索引：将所有term的倒排列表建立索引，使得可以通过term快速地查找到对应的倒排列表；
以下是一个简单的示例，演示如何在Elasticsearch中创建倒排索引并进行搜索。

首先，我们需要安装Elasticsearch和Elasticsearch-py库。安装方法可以参考官方文档。

接下来，我们创建一个名为“my_index”的索引，并往其中添加三个文档：
```asp
from elasticsearch import Elasticsearch

# 创建Elasticsearch实例
es = Elasticsearch()

# 创建索引
es.indices.create(index='my_index')

# 添加文档
doc1 = {"title": "The quick brown fox jumps over the lazy dog."}
doc2 = {"title": "The quick brown fox jumped over the lazy dog."}
doc3 = {"title": "The quick brown fox jumps over the lazy cat."}
es.index(index='my_index', doc_type='_doc', id=1, body=doc1)
es.index(index='my_index', doc_type='_doc', id=2, body=doc2)
es.index(index='my_index', doc_type='_doc', id=3, body=doc3)

```
接着，我们使用Elasticsearch-py库提供的search方法进行搜索。例如，我们要查找包含单词“fox”的文档，可以使用以下代码：
```asp
# 搜索包含单词“fox”的文档
res = es.search(index='my_index', body={"query": {"match": {"title": "fox"}}})
print(res)

```
运行结果如下所示：
```asp
{
  "took": 1,
  "timed_out": false,
  "_shards": {
    "total": 1,
    "successful": 1,
    "skipped": 0,
    "failed": 0
  },
  "hits": {
    "total": 2,
    "max_score": 0.2876821,
    "hits": [
      {
        "_index": "my_index",
        "_type": "_doc",
        "_id": "2",
        "_score": 0.2876821,
        "_source": {
          "title": "The quick brown fox jumped over the lazy dog."
        }
      },
      {
        "_index": "my_index",
        "_type": "_doc",
        "_id": "1",
        "_score": 0.18232156,
        "_source": {
          "title": "The quick brown fox jumps over the lazy dog."
        }
      }
    ]
  }
}

```
可以看到，搜索结果返回了包含单词“fox”的两个文档，其中文档2的得分比文档1高。

**小结**
本文介绍了倒排索引的原理及在Elasticsearch中的实现方式，并给出了一个简单的代码示例。倒排索引是一种常用的文本索引技术，可以实现快速的文本搜索和分析。Elasticsearch作为一款分布式全文搜索引擎，采用了Lucene的倒排索引实现方式，能够支持复杂的文本搜索和分析操作，是一个非常强大的工具。

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