使用Lucene.Net做一个简单的搜索引擎-全文索引

zhangxiaocc

2020-02-29

Lucene.Net

Lucene.net是Lucene的.net移植版本，是一个开源的全文检索引擎开发包，即它不是一个完整的全文检索引擎，而是一个全文检索引擎的架构，提供了完整的查询引擎和索引引擎。

Lucene.net是Apache软件基金会赞助的开源项目，基于Apache License协议。

Lucene.net并不是一个爬行搜索引擎，也不会自动地索引内容。我们得先将要索引的文档中的文本抽取出来，然后再将其加到Lucene.net索引中。标准的步骤是先初始化一个Analyzer、打开一个IndexWriter、然后再将文档一个接一个地加进去。一旦完成这些步骤，索引就可以在关闭前得到优化，同时所做的改变也会生效。这个过程可能比开发者习惯的方式更加手工化一些，但却在数据的索引上给予你更多的灵活性，而且其效率也很高。

官网：http://lucenenet.apache.org/

GitHub: https://github.com/apache/lucenenet

添加nuget包引用

首先我们要在项目中引用Lucene.Net的相关引用，不同的语言要使用的分析器（Analyzer）是不一样的，这里我们使用Lucene.Net.Analysis.SmartCn来做示例，用于分析中文。当前Lucene.Net.Analysis.SmartCn包还未发布正式版，所以搜索时要勾选“包括预发行版本”：

使用Lucene.Net做一个简单的搜索引擎-全文索引

IndexWriter

IndexWriter用于将文档索引起来，它会使用对应的分析器（Analyzer）来将文档中的文字进行拆分索引并且将索引存到Index_Data目录：

static IndexWriter GetIndexWriter()
{
    var dir = FSDirectory.Open("Index_Data");
    Analyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer(LuceneVersion.LUCENE_48);
    var indexConfig = new IndexWriterConfig(LuceneVersion.LUCENE_48, analyzer);
    IndexWriter writer = new IndexWriter(dir, indexConfig);
    return writer;
}

有了IndexWriter，我们就可以将文档索引进来了：

static void WriteDocument(string url, string title, string keywords, string description)
{
    using (var writer = GetIndexWriter())
    {
        writer.DeleteDocuments(new Term("url", url));

        Document doc = new Document();
        doc.Add(new StringField("url", url, Field.Store.YES));

        TextField titleField = new TextField("title", title, Field.Store.YES);
        titleField.Boost = 3F;

        TextField keywordField = new TextField("keyword", keywords, Field.Store.YES);
        keywordField.Boost = 2F;

        TextField descriptionField = new TextField("description", description, Field.Store.YES);
        descriptionField.Boost = 1F;

        doc.Add(titleField);
        doc.Add(keywordField);
        doc.Add(descriptionField);
        writer.AddDocument(doc);
        writer.Flush(triggerMerge: true, applyAllDeletes: true);
        writer.Commit();
    }
}

对代码做一些简单的说明，在实例化一个Document后，需要在Document里面添加一些字段：

StringField：将该字段索引，但不会做语意拆分
TextField：索引器会对该字段进行拆分后再索引
Boost：即权重，比如标题（3F）和关键字（2F）都匹配的话，以标题为优先排在前面

现在我们已经可以将文档索引起来了，我们将索引一个页面：

WriteDocument("https://www.zkea.net/index", 
            "纸壳CMS开源免费可视化设计内容管理系统", 
            "纸壳CMS，ZKEACMS，可视化设计，可视化CMS", 
            "纸壳CMS（ZKEACMS）是开源的建站系统，您可以直接使用它来做为您的企业网站，门户网站或者个人网站，博客");

Index_Data目录将会生成一些索引文件：

使用Lucene.Net做一个简单的搜索引擎-全文索引

有了索引，接下来要做的就是搜索了。

IndexSearcher

因为用户在搜索的时候并不单单只输入关键字，很可能输入的是词、句，所以在搜索之前，我们还要对搜索语句进行分析，拆解出里面的关键词后再进行搜索。

static List<string> GetKeyWords(string q)
{
    List<string> keyworkds = new List<string>();
    Analyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer(LuceneVersion.LUCENE_48);
    using (var ts = analyzer.GetTokenStream(null, q))
    {
        ts.Reset();
        var ct = ts.GetAttribute<Lucene.Net.Analysis.TokenAttributes.ICharTermAttribute>();

        while (ts.IncrementToken())
        {
            StringBuilder keyword = new StringBuilder();
            for (int i = 0; i < ct.Length; i++)
            {
                keyword.Append(ct.Buffer[i]);
            }
            string item = keyword.ToString();
            if (!keyworkds.Contains(item))
            {
                keyworkds.Add(item);
            }
        }
    }
    return keyworkds;
}

拆分好用户输入的词句后，接下来使用IndexSearcher并使用组合条件进行搜索：

static void Search(string q)
{
    IndexReader reader = DirectoryReader.Open(FSDirectory.Open("Index_Data"));
    
    var searcher = new IndexSearcher(reader);
    
    var keyWordQuery = new BooleanQuery();
    foreach (var item in GetKeyWords(q))
    {
        keyWordQuery.Add(new TermQuery(new Term("title", item)), Occur.SHOULD);
        keyWordQuery.Add(new TermQuery(new Term("keyword", item)), Occur.SHOULD);
        keyWordQuery.Add(new TermQuery(new Term("description", item)), Occur.SHOULD);
    }
    var hits = searcher.Search(keyWordQuery, 200).ScoreDocs;

    foreach (var hit in hits)
    {
        var document = searcher.Doc(hit.Doc);
        Console.WriteLine("Url:{0}", document.Get("url"));
        Console.WriteLine("Title:{0}", document.Get("title"));
        Console.WriteLine("Keyword:{0}", document.Get("keyword"));
        Console.WriteLine("Description:{0}", document.Get("description"));
    }
}

接下来我们来试着搜索一下：

使用Lucene.Net做一个简单的搜索引擎-全文索引

完整代码

这里只是一个简单的示例，有关于更多，可以查看Lucene.Net的官方文档。

using Lucene.Net.Analysis;
using Lucene.Net.Analysis.Cn.Smart;
using Lucene.Net.Documents;
using Lucene.Net.Index;
using Lucene.Net.Search;
using Lucene.Net.Store;
using Lucene.Net.Util;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace ConsoleApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            WriteDocument("https://www.zkea.net/index", 
                "纸壳CMS开源免费可视化设计内容管理系统", 
                "纸壳CMS，ZKEACMS，可视化设计，可视化CMS", 
                "纸壳CMS（ZKEACMS）是开源的建站系统，您可以直接使用它来做为您的企业网站，门户网站或者个人网站，博客");

            Search("可视化CMS");
        }
        static void WriteDocument(string url, string title, string keywords, string description)
        {
            using (var writer = GetIndexWriter())
            {
                writer.DeleteDocuments(new Term("url", url));

                Document doc = new Document();
                doc.Add(new StringField("url", url, Field.Store.YES));

                TextField titleField = new TextField("title", title, Field.Store.YES);
                titleField.Boost = 3F;

                TextField keywordField = new TextField("keyword", keywords, Field.Store.YES);
                keywordField.Boost = 2F;

                TextField descriptionField = new TextField("description", description, Field.Store.YES);
                descriptionField.Boost = 1F;

                doc.Add(titleField);
                doc.Add(keywordField);
                doc.Add(descriptionField);
                writer.AddDocument(doc);
                writer.Flush(triggerMerge: true, applyAllDeletes: true);
                writer.Commit();
            }
        }
        static IndexWriter GetIndexWriter()
        {
            var dir = FSDirectory.Open("Index_Data");
            Analyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer(LuceneVersion.LUCENE_48);
            var indexConfig = new IndexWriterConfig(LuceneVersion.LUCENE_48, analyzer);
            IndexWriter writer = new IndexWriter(dir, indexConfig);
            return writer;
        }

        static List<string> GetKeyWords(string q)
        {
            List<string> keyworkds = new List<string>();
            Analyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer(LuceneVersion.LUCENE_48);
            using (var ts = analyzer.GetTokenStream(null, q))
            {
                ts.Reset();
                var ct = ts.GetAttribute<Lucene.Net.Analysis.TokenAttributes.ICharTermAttribute>();

                while (ts.IncrementToken())
                {
                    StringBuilder keyword = new StringBuilder();
                    for (int i = 0; i < ct.Length; i++)
                    {
                        keyword.Append(ct.Buffer[i]);
                    }
                    string item = keyword.ToString();
                    if (!keyworkds.Contains(item))
                    {
                        keyworkds.Add(item);
                    }
                }
            }
            return keyworkds;
        }
        static void Search(string q)
        {
            IndexReader reader = DirectoryReader.Open(FSDirectory.Open("Index_Data"));
            
            var searcher = new IndexSearcher(reader);
            
            var keyWordQuery = new BooleanQuery();
            foreach (var item in GetKeyWords(q))
            {
                keyWordQuery.Add(new TermQuery(new Term("title", item)), Occur.SHOULD);
                keyWordQuery.Add(new TermQuery(new Term("keyword", item)), Occur.SHOULD);
                keyWordQuery.Add(new TermQuery(new Term("description", item)), Occur.SHOULD);
            }
            var hits = searcher.Search(keyWordQuery, 200).ScoreDocs;

            foreach (var hit in hits)
            {
                var document = searcher.Doc(hit.Doc);
                Console.WriteLine("Url:{0}", document.Get("url"));
                Console.WriteLine("Title:{0}", document.Get("title"));
                Console.WriteLine("Keyword:{0}", document.Get("keyword"));
                Console.WriteLine("Description:{0}", document.Get("description"));
            }
        }
    }
}

原文链接：http://www.zkea.net/codesnippet/detail/lucene-net.html

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