敏感词过滤方案总结

Question

系统需要对用户输入的文本进行敏感词过滤如色情、政治、暴力相关的词汇。敏感词过滤用的使用比较多的 Trie 树算法 和 DFA 算法。

算法实现

Trie 树

Trie 树 也称为字典树、单词查找树，哈系树的一种变种，通常被用于字符串匹配，用来解决在一组字符串集合中快速查找某个字符串的问题。像浏览器搜索的关键词提示一般就是基于 Trie 树来做的。

假如我们的敏感词库中有以下敏感词：

• 高清视频
• 高清 CV
• 东京冷
• 东京热

我们构造出来的敏感词 Trie 树就是下面这样的：

当我们要查找对应的字符串“东京热”的话，我们会把这个字符串切割成单个的字符“东”、“京”、“热”，然后我们从 Trie 树的根节点开始匹配。

可以看出， Trie 树的核心原理其实很简单，就是通过公共前缀来提高字符串匹配效率。

Apache Commons Collecions 这个库中就有 Trie 树实现：

Trie<String, String> trie = new PatriciaTrie<>();
trie.put("Abigail", "student");
trie.put("Abi", "doctor");
trie.put("Annabel", "teacher");
trie.put("Christina", "student");
trie.put("Chris", "doctor");
Assertions.assertTrue(trie.containsKey("Abigail"));
assertEquals("{Abi=doctor, Abigail=student}", trie.prefixMap("Abi").toString());
assertEquals("{Chris=doctor, Christina=student}", trie.prefixMap("Chr").toString());

Aho-Corasick（AC）自动机是一种建立在 Trie 树上的一种改进算法，是一种多模式匹配算法，由贝尔实验室的研究人员 Alfred V. Aho 和 Margaret J.Corasick 发明。

AC 自动机算法使用 Trie 树来存放模式串的前缀，通过失败匹配指针（失配指针）来处理匹配失败的跳转。

相关阅读： 地铁十分钟 | AC 自动机

DFA

DFA（Deterministic Finite Automata) 即确定有穷自动机，与之对应的是 NFA（Non-Deterministic Finite Automata，不确定有穷自动机)。

关于 DFA 的详细介绍可以看这篇文章： 有穷自动机 DFA&NFA (学习笔记) - 小蜗牛的文章 - 知乎 。

Hutool 提供了 DFA 算法的实现：

WordTree wordTree = new WordTree();
wordTree.addWord("大");
wordTree.addWord("大憨憨");
wordTree.addWord("憨憨");
String text = "那人真是个大憨憨！";
// 获得第一个匹配的关键字
String matchStr = wordTree.match(text);
System.out.println(matchStr);
// 标准匹配，匹配到最短关键词，并跳过已经匹配的关键词
List<String> matchStrList = wordTree.matchAll(text, -1, false, false);
System.out.println(matchStrList);
//匹配到最长关键词，跳过已经匹配的关键词
List<String> matchStrList2 = wordTree.matchAll(text, -1, false, true);
System.out.println(matchStrList2);

输出：

大
[大, 憨憨]
[大, 大憨憨]

开源项目

• ToolGood.Words ：一款高性能敏感词（非法词/脏字) 检测过滤组件，附带繁体简体互换，支持全角半角互换，汉字转拼音，模糊搜索等功能。
• sensitive-words-filter ：敏感词过滤项目，提供 TTMP、DFA、DAT、hash bucket、Tire 算法支持过滤。可以支持文本的高亮、过滤、判词、替换的接口支持。

论文

• 一种敏感词自动过滤管理系统
• 一种网络游戏中敏感词过滤方法及系统