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基于C++编写一个文章生成器

C++文章生成器 C++文章生成 C++生成器 2023-03-19 17:03:08 585人浏览泡泡鱼

摘要

目录1.概况2.基本要求3.程序分析3.1 文件流读写3.2 建立前后缀关系3.3 字符串切片3.4 变长数组4.代码实现4.1 函数：数组加长4.2 类Wordpair定义4.3

1.概况

由用户输入启动词，根据语料库中统计的词语前后缀关系，自动生成一片新的文章。

比如：春天来了，大地妈妈穿上了碧绿的衣裳。嫩绿的小草从地下探出头来，陶醉在美丽的春天里。

前后缀关系：[前缀，后缀]。上面这段话的前后缀关系有：[春天，来/里]，[天来，了]，[天里，。]，[来了，，]等。

说明：

启动词：用户输入的一个词，由这个词开始生成文章所有内容。

前/后缀：一个词前后连续的n个字符。比如前缀为“春天”，由例句中得到后缀可为“来”或“里”，即表示一种语言的前后关系。

2.基本要求

1.准备语料库：准备相关文章，存为文件。利用程序读取文章内容，获取文章语句中词语的前后关系，即语料库。语料库的丰富程度由文章的数量决定，语料库又决定程序运行的时间和生成的文章质量。

2.构建前后缀关系：根据语料库，依据设定的前后缀长度，构建字词的前后缀关系。

3.生成文章：用户输入启动词，根据启动词为前缀生成后缀得到文段，再根据文段生成新的前缀，以新前缀生成新后缀以此类推，得到一片文章。

4.应尽量避免循环：有时语料库中可能出现类似“为所欲为”的接龙结构，造成死循环，同时生成的内容也没有了意义。

5.输入输出形式：

//输入：
   2   //前缀词长度
   2   //后缀词长度
   春天   //启动词
//输出：
   [一篇文章]

3.程序分析

3.1 文件流读写

读文件：从多篇文章中读取文件内容为字符串，以前/后缀的长度遍历获取前/后缀，并建立前后缀关系。

写文件：为观察程序执行情况，将前/后缀字符对和生成的文章写入文件。

3.2 建立前后缀关系

当需要在两种数据间建立一种关系时，可以使用结构化数据进行存储，比如建立前后缀关系可以采用字典类结构进行存储，c++也有相应的头文件。

除此之外，还可以将其抽象为一种类，可以定制类的行为和结构。这里选择自建一个类进行存储。

类设计：

一个类记录一个前缀和它的所有后缀，
记录后缀的出现次数
记录后缀的个数

class wordpair{
    private:
        char **suffix    //后缀字符串数组，一个后缀存为一个字符串
        int *freq        //一个后缀出现的次数
    public:
        char *prefix    //前缀字符串，声明为公共成员，方便外部查找
        int length        //记录后缀的个数
}

3.3 字符串切片

在C++的头文件中，可以使用string类型代替char类型的字符串，而且对于字符串的操作也更方便。比如

string str1 = "abcd";
string str2 = "efghijk";
string str3 = str1 + str2;    // = “abcdefghijk”; 字符串拼接
string str4 = str3.substr(3,2);    // = "de"; 从下标为3的字符开始，截取长度为2的子字符串

以前一直觉得C语言和C++处理字符串很麻烦，现在倒觉得还是很方便的。

3.4 变长数组

C语言和C++中，基础的数组长度相对固定，但也不是不能改变，只是相对麻烦一些。在这个程序中，一个wordpair只存储一个前缀和它的后缀们，所以需要创建一个wordpair类型的列表来存储全部的前后缀。

我用的方法是来回地复制

int main(){
    int len;
    int list[len];    //假设有一个长度为len的整型数组
    int p[len+1];    //开辟一个len+1个整型长度的空间
    //    把 list 复制到 p，然后
    list = new int[len+1];    //将list长度+1
    //把 p 复制过来
}

4.代码实现

4.1 函数：数组加长

由于数组加长在程序中多次调用，且需要增长的数组各不相同，所以在这里我定义了一个函数模板，以尽可能少的代码完成相同的任务。

template<class T>
T *append2list(T *list, T t, int len){
    T copy[len + 1];            // 用于备份的空间
    for(int i=0; i<len; i++){
        copy[i] = list[i];}
    copy[len] = t;                //在末尾增加元素
    len++;
    list = new T[len];            //变长
    for(int i=0; i<len; i++){    //拷贝回来
        list[i] = copy[i];}
    return list;
}

4.2 类wordpair定义

首先是类成员，应该有：

class Wordpair
{
    private:
        string *suffix;    //后缀列表，一个前缀可能对应多个后缀 
        int   *freq;    // 整型数组，依此记录后缀的频率
    public:
        string prefix;    // 前缀 
        int length;        // 记录长度 , 一个前缀对应size个后缀 
        Wordpair(string prefix, string suffix){    //构造函数
            this->prefix = prefix;
            this->suffix = new string[1];
            this->suffix[0] = suffix;
            this->freq = new int[1];
            this->freq[0] = 1;
            this->length = 1;
        }
        Wordpair(){                                //构造函数
            this->prefix = "",
            this->suffix = new string[1];
            this->suffix[0] = "";
            this->freq = new int[1];
            this->freq[0] = 0;
            this->length = 0;
        }
        
        int hasRecorded(string word){}
        
        
        bool push(string word){}
        
        
         string maxFrequency(){}
        
        
        string to_String()const{}
        
        Wordpair& operator=(Wordpair &pair){}
};

除此之外，还可以重载输出运算符<<，便于调试时在函数中输出wordpair值：

ostream& operator<<(ostream& out, const Wordpair& w){
    out<<w.to_String();
    return out;
}

4.3 函数：读取文件

程序运行时，需要读取文件为字符串，当文件较多时把这个功能抽象出来，调用很方便。

// 读文件 
string getfile(char *path){
  string alticle = "";            //初始化字符串
  ifstream fin(path, iOS::in);    //打开文件
  if(!fin.is_open()){
    cout<<"文件读取错误！"<<endl;
    return NULL;
  }
  string buffer;
  while(getline(fin,buffer)){        //读取
    alticle.append(buffer);            //新的行添加到alticle尾部
  }
  fin.close();
  return alticle;
}

4.4 函数：写入文件

主要是写入生成的字符对，方便调试

// 写文件，记录词组对 
void exportData(Wordpair *pairlist, int len, int prelen, int suflen){
    char path[32];
    sprintf(path,"./word-pairs(%dx%d).txt",prelen,suflen);
    ofstream fout(path, ios::out);
    for(int i=0; i<len; i++){
        fout<<pairlist[i];        //在这里就体现了重载<<运算符的好处
    }
    fout.close();
    cout<<"词组对已经写入文件< "<<path<<" >"<<endl; 
}

4.5 核心函数：字符串分割

读取到文件后，将字符串从下标0开始，读取前缀+后缀的长度，然后从1开始读取前缀+后缀的长度。循环的次数应该是字符串总长度 - (前缀长度+后缀长度 -1)，以保证下标不会溢出。

Wordpair *alticle2Wordpair(Wordpair *pairlist, int &length,string alticle, int prefix_len, int suffix_len){
    for(int i=0; i<alticle.length()/2-prefix_len-suffix_len+1; i++){
        bool hasrecord = false;
        string prefix=alticle.substr(i*2,prefix_len*2);                // i为什么要×2？因为在devcpp中发现一个中文字符相当于两个英文字符，不乘2会乱码。 
        string suffix=alticle.substr((i+prefix_len)*2,suffix_len*2);
        for(int j=0;j<length;j++){
            if(pairlist[j].prefix == prefix){    // 如果已经有了这个前缀，则添加后缀 
                pairlist[j].push(suffix);
                hasrecord = true;
                break;
            }
        }
        if(!hasrecord){                            //    没有这个前缀则词组对列表长度增加 
            Wordpair pair(prefix, suffix);
            pairlist = append2list(pairlist, pair, length);
            length++;
        }
    }
    return pairlist;
}

在此基础上，对每次读文件都进行一次，就能获取全部文件的字符对。

4.6 核心函数：文章拼接

得到语料库之后，需要根据语料库拼接出文章。我这里采用的方法有点问题，当完全防止出现循环文本的时候，文章过短，当放开一点对循环文本的时候，循环文本总是出现，算法上想不通。希望有大佬提供一点思路。

// 判断前缀是否在列表内，有则返回下标，没有则返回-1
int hasrecord(Wordpair *pairlist, int len, string preword){
    for(int i=0; i<len; i++){
        if(preword == pairlist[i].prefix){
            return i;
        }
    }
    return -1;
}
// 拼接文章 
void createAlticle(Wordpair *pairlist, int len, string startword, int prefix_len, int suffix_len){
    string preword = startword;
    int i=0;
    int index = hasrecord(pairlist, len, preword);
    string alticle = preword;
    int alticle_len = prefix_len;            //长度（中文字符标准） 
    while(index != -1){
        string newword = pairlist[index].maxFrequency();
        // 避免循环 
        if(alticle.find(newword)==string::npos    //表示这个前缀没有在文章中出现过 
//         || alticle_len - alticle.rfind(newword) > 600    //表示相同的词之间最少间隔多少。加上这个条件后有循环，注释后文章显著变短 
         ){
            alticle.append(pairlist[index].maxFrequency());
            alticle_len += suffix_len;
            preword = alticle.substr((alticle_len-prefix_len)*2, alticle_len*2);}
        else{
            preword = pairlist[index+1].maxFrequency();
        }
        index = hasrecord(pairlist, len, preword);
    }
    cout<<alticle<<endl;
    ofstream fout(CREATE_ALTICLE, ios::out);
    fout<<alticle;
    fout.close();
    cout<<"文章写入文件 < "<<CREATE_ALTICLE<<" >"<<endl;
}