# 基于Python实现的新闻搜索引擎
# 一、Scraper - 爬虫
使用的库有:
- requests
- BeautifulSoup4
爬虫分为两部分,网络通信部分(scraper.py)与适配器(adapers/\*.py)部分。
## 1.1 网络通信部分
网络部分也分为两部分:
- 第一部分是初始化部分,使用适配器提供的链接,下载数据后发给适配器(适配器用这些链接捕获哪些链接是下一步需要爬取的)
- 第二部分是爬取新闻的部分,适配器在前一步里得到了大量的新闻链接,通信部分便用这些链接进行爬取。爬取之后,再将这些数据传入适配器,然后得到返回值(包含新闻的ID、标题、内容、日期、来源)
全部爬完之后,将新闻数据以json格式存入到文件里,其中新闻的内容是`html`,不是纯文本(保留了原网站的一些排版、外链图片等信息)。
这一部分是多线程(默认是10个线程)的,也就是说适配器必须要是**线程安全**的。
## 1.2 适配器部分
适配器部分为通信部分提供链接(url)、报文头(headers)、请求参数(params),需要实现7个函数:
- `hasNextInit()`:判断是否有下一个初始链接,有的话返回True
- `nextInitParam()`:返回下一个初始链接的信息,包括op和上述的url、headers、params,其中op是你想加入的额外的信息
- `init(op, text)`:op表示上一个函数你所加入的额外的信息,text表示上一个函数请求的url所得到的html数据
- `hasNext()`:判断是否有下一个新闻链接,有的话返回True
- `nextParam()`:返回下一个新闻链接的信息,包括op和上述的url、headers、params,其中op是你想加入的额外的信息
- `eval(op, text)`:op表示上一个函数你所加入的额外的信息,text表示上一个函数请求的url所得到的html数据
- 'encoding()':返回所爬取网页用的编码格式(用于网络部分解析html数据)
请一定注意,这些函数都必须要线程安全。
# 二、Web - 网页
## 2.1 前端
- 使用`Boostrap 3`写的UI
- 使用`JavaScript`(大部分是`jQuery`)进行各种UI更新操作,比如分页、高亮、使用`ajax`获取各种服务器上的数据,动态更新网页等
- 包含三种页面:主页(`/`)、搜索页(`/s??wd=中国&bg=2001-01-25&ed=2018-01-25`)、新闻详细页(`/post?id=people_1`)
## 2.2 后端
我使用的数据库是`Django`默认自带的`SQLite`,因此我只需要实现几个`models`就能实现数据的读写了。我一共写了4个models(位于`/web/postdb/models.py`):
- `WebInfo`:存储每个适配器(adapter)的数据信息
- `name`:适配器的名字(比如`people`、`xinhua`)
- `count`:该适配器目前有多少数据从爬虫部分的json文件里导入进了数据库(用于下一次从该json文件里更新数据)
- `PostInfo`:存储每篇新闻的数据信息
- `NID`(Number ID):每篇新闻的纯数字ID(从1开始),用于减少网络通信时数据传输的大小
- `TID`(Text ID):每篇新闻的文本ID,是`适配器名字_number`这样命名,比如`people_1`,用于在`/post?id=people_1`里展示(而不是以纯数字的方式,因为这样难以区分)
- `time`:新闻发表的时间,用`datetime`类型存储
- `category`:新闻的分类(中文),比如“社会”、“时政”、“军事”等
- `title`:新闻的标题
- `content`:新闻的内容(html)
- `plain`:新闻的内容(纯文本)
- `url`:新闻是从哪里爬取的?就是从该url爬取的
- `sourceLink`:新闻的来源链接(每篇新闻都有个来源,不一定就是url)
- `sourceText`:新闻的来源文本(比如“新华网”、“人民网”)
- `IndexInfo`:存储每个词语对应的新闻(倒排列表索引),同时存储新闻的一些信息
- `key`:词语
- `value`:该词语所对应的倒排列表(list),这个列表的每一个元素的格式为`[在该新闻里的出现次数, 该新闻的NID,该新闻的发表时间]`, 比如`[1234, '3', datetime(2018, 1, 2)]`。该列表会转化成json格式的字符串存储在`value`内
- `PostRelation`:存储每篇新闻相关联的几篇新闻(默认是3篇),将其作为该新闻的推荐新闻
- `NID`:新闻的`NID`
- `relation`:相关联新闻的列表(list),这个列表的每一个元素的格式为`{'title': 关联新闻的标题, 'TID': 关联新闻的ITD}`。该列表会转化成json格式的字符串存储在`relation`内
## 2.3 新闻搜索算法
先介绍`IndexInfo`数据库的建立。
将每篇新闻的纯文本进行分词(使用`thulac`),同时统计每个词出现的次数。然后根据格式存入`IndexInfo`里的`value`。
对于每一个搜索的字符串,我们将这个字符串也分词。对于每个词语,我们从`IndexInfo`里取出倒排列表,将每个新闻的出现次数累加。最后根据每条新闻的累加次数,从大到小排个序,然后返回这些新闻的`NID`。
## 2.4 推荐新闻算法
用一个最简单的办法:将这篇新闻的标题拿去`新闻搜索算法`里进行搜索,然后取出前几条新闻即可。这是因为,新闻的标题有高度的概括性(而且是人为的),在一定程度上可以代表整篇文章。
我们用该办法预处理一下每篇新闻,然后存入`PostRelation`数据库里即可。
# 三、界面
**首页**
![](http://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/19/1119db90398547118779c9d9bc910de5.writebug)
**搜索新闻**
![](http://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/19/5798ee7bc78fb464fb51ee7a821690d6.writebug)
**推荐展示**
![](http://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/19/8ee835b2cea8b7a67e32e4011e7ffab8.writebug)
# 四、使用说明
## 4.1 本机环境
- Python 3.7.0
- Django 2.1.1
- requests 2.19.1
- BeautifulSoup4 4.6.3
- [thulac](https://github.com/thunlp/THULAC-Python)
## 4.2 使用
首先使用`scraper`文件夹下的爬虫`scraper.py`对“人民网”、“新华网”的新闻进行爬取:
```
python scraper.py
```
之后会将爬取的数据存储到`people.json`和`xinhua.json`中,然后在`web`文件夹下,运行:
```
python manage.py makemigrations
python manage.py migrate
```
初始化数据库,然后再执行:
```
python manage.py updateDB
```
将爬取的数据导入到数据库中(这可能会等很长时间),之后再执行:
```
python manage.py updateRelation
```
更新文章推荐的数据库,最后:
```
python manage.py runserver
```
启动服务器即可,你就可以通过`127.0.0.1:8000`进行访问网站了。
目前的效率是,17000篇新闻的话,在i5-7200U的机子上查询新闻只要0.1s左右。(反正Django自带的sqlite有多快我这个就有多快)