PostgreSQL 如何做全文搜索?

玉面郎君 2023-11-06 16:12:44 瀏覽數(shù) (2552)

反饋

微信截圖_20231106161215

文本搜索操作符已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中存在很多年了。PostgreSQL對(duì)文本數(shù)據(jù)類型提供了~、~*、LIKE和ILIKE操作符，但是它們?nèi)鄙佻F(xiàn)代信息系統(tǒng)所要求的很多基本屬性：

即使對(duì)英語(yǔ)也缺乏語(yǔ)言的支持。正則表達(dá)式是不夠的，因?yàn)樗鼈儾荒芎苋菀椎靥幚砼缮~，例如satisfies和satisfy。你可能會(huì)錯(cuò)過包含satisfies的文檔，盡管你可能想要在對(duì)于satisfy的搜索中找到它們?？梢允褂肙R來搜索多個(gè)派生形式，但是這樣做太羅嗦也容易出錯(cuò)（有些詞可能有數(shù)千種派生）。
它們不提供對(duì)搜索結(jié)果的排序（排名），這使它們面對(duì)數(shù)以千計(jì)被找到的文檔時(shí)變得無效。
它們很慢因?yàn)闆]有索引支持，因此它們必須為每次搜索處理所有的文檔。

全文索引允許文檔被預(yù)處理并且保存一個(gè)索引用于以后快速的搜索。預(yù)處理包括：

將文檔解析成記號(hào)。標(biāo)識(shí)出多種類型的記號(hào)是有所幫助的，例如數(shù)字、詞、復(fù)雜的詞、電子郵件地址，這樣它們可以被以不同的方式處理。原則上記號(hào)分類取決于相關(guān)的應(yīng)用，但是對(duì)于大部分目的都可以使用一套預(yù)定義的分類。PostgreSQL使用一個(gè)解析器來執(zhí)行這個(gè)步驟。其中提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的解析器，并且為特定的需要也可以創(chuàng)建定制的解析器。
將記號(hào)轉(zhuǎn)換成詞位。和一個(gè)記號(hào)一樣，一個(gè)詞位是一個(gè)字符串，但是它已經(jīng)被正規(guī)化，這樣同一個(gè)詞的不同形式被變成一樣。例如，正規(guī)化幾乎總是包括將大寫字母轉(zhuǎn)換成小寫形式，并且經(jīng)常涉及移除后綴（例如英語(yǔ)中的s或es）。這允許搜索找到同一個(gè)詞的變體形式，而不需要冗長(zhǎng)地輸入所有可能的變體。此外，這個(gè)步驟通常會(huì)消除停用詞，它們是那些太普通的詞，它們對(duì)于搜索是無用的（簡(jiǎn)而言之，記號(hào)是文檔文本的原始片段，而詞位是那些被認(rèn)為對(duì)索引和搜索有用的詞）。PostgreSQL使用詞典來執(zhí)行這個(gè)步驟。已經(jīng)提供了多種標(biāo)準(zhǔn)詞典，并且為特定的需要也可以創(chuàng)建定制的詞典。
為搜索優(yōu)化存儲(chǔ)預(yù)處理好的文檔。例如，每一個(gè)文檔可以被表示為正規(guī)化的詞位的一個(gè)有序數(shù)組。與詞位一起，通常還想要存儲(chǔ)用于近似排名的位置信息，這樣一個(gè)包含查詢?cè)~更“密集”區(qū)域的文檔要比那些包含分散的查詢?cè)~的文檔有更高的排名。

詞典允許對(duì)記號(hào)如何被正規(guī)化進(jìn)行細(xì)粒度的控制。使用合適的詞典，你可以：

定義不應(yīng)該被索引的停用詞。
使用Ispell把同義詞映射到一個(gè)單一詞。
使用一個(gè)分類詞典把短語(yǔ)映射到一個(gè)單一詞。
使用一個(gè)Ispell詞典把一個(gè)詞的不同變體映射到一種規(guī)范的形式。
使用Snowball詞干分析器規(guī)則將一個(gè)詞的不同變體映射到一種規(guī)范的形式。

我們提供了一種數(shù)據(jù)類型tsvector來存儲(chǔ)預(yù)處理后的文檔，還提供了一種類型tsquery來表示處理過的查詢。有很多函數(shù)和操作符可以用于這些數(shù)據(jù)類型，其中最重要的是匹配操作符@@。全文搜索可以使用索引來加速。

什么是一個(gè)文檔？

一個(gè)document是在一個(gè)全文搜索系統(tǒng)中進(jìn)行搜索的單元，例如，一篇雜志文章或電子郵件消息。文本搜索引擎必須能夠解析文檔并存儲(chǔ)詞位（關(guān)鍵詞）與它們的父文檔之間的關(guān)聯(lián)。隨后，這些關(guān)聯(lián)會(huì)被用來搜索包含查詢?cè)~的文檔。

對(duì)于PostgreSQL中的搜索，一個(gè)文檔通常是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表中一行內(nèi)的一個(gè)文本形式的域，或者可能是這類域的一個(gè)組合（連接），這些域可能存儲(chǔ)在多個(gè)表或者是動(dòng)態(tài)獲取。換句話說，一個(gè)文檔可能從用于索引的不同部分構(gòu)建，并且它可能被作為一個(gè)整體存儲(chǔ)在某個(gè)地方。例如：

SELECT title || ' ' ||  author || ' ' ||  abstract || ' ' || body AS document
FROM messages
WHERE mid = 12;

SELECT m.title || ' ' || m.author || ' ' || m.abstract || ' ' || d.body AS document
FROM messages m, docs d
WHERE mid = did AND mid = 12;

注意

實(shí)際上在這些例子查詢中，coalesce應(yīng)該被用來防止一個(gè)單一NULL屬性導(dǎo)致整個(gè)文檔的一個(gè)NULL結(jié)果。

另一種存儲(chǔ)文檔的可能性是作為文件系統(tǒng)中的簡(jiǎn)單文本文件。在這種情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)可以被用來存儲(chǔ)全文索引并執(zhí)行搜索，并且某些唯一標(biāo)識(shí)符可以被用來從文件系統(tǒng)檢索文檔。但是，從數(shù)據(jù)庫(kù)的外面檢索文件要求超級(jí)用戶權(quán)限或者特殊函數(shù)支持，因此這種方法通常不如把所有數(shù)據(jù)放在PostgreSQL內(nèi)部方便。另外，把所有東西放在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部允許方便地訪問文檔元數(shù)據(jù)來協(xié)助索引和現(xiàn)實(shí)。

對(duì)于文本搜索目的，每一個(gè)文檔必須被縮減成預(yù)處理后的tsvector格式。搜索和排名被整個(gè)在一個(gè)文檔的tsvector表示上執(zhí)行 — 只有當(dāng)文檔被選擇來顯示給用戶時(shí)才需要檢索原始文本。我們因此經(jīng)常把tsvector說成是文檔，但是當(dāng)然它只是完整文檔的一種緊湊表示。

基本文本匹配

PostgreSQL中的全文搜索基于匹配操作符@@，它在一個(gè)tsvector（文檔）匹配一個(gè)tsquery（查詢）時(shí)返回true。哪種數(shù)據(jù)類型寫在前面沒有影響：

SELECT 'a fat cat sat on a mat and ate a fat rat'::tsvector @@ 'cat & rat'::tsquery;
 ?column?
----------
 t

SELECT 'fat & cow'::tsquery @@ 'a fat cat sat on a mat and ate a fat rat'::tsvector;
 ?column?
----------
 f

正如以上例子所建議的，一個(gè)tsquery并不只是一個(gè)未經(jīng)處理的文本，頂多一個(gè)tsvector是這樣。一個(gè)tsquery包含搜索術(shù)語(yǔ)，它們必須是已經(jīng)正規(guī)化的詞位，并且可以使用 AND 、OR、NOT 以及 FOLLOWED BY 操作符結(jié)合多個(gè)術(shù)語(yǔ)。有幾個(gè)函數(shù)to_tsquery、plainto_tsquery以及phraseto_tsquery可用于將用戶書寫的文本轉(zhuǎn)換為正確的tsquery，它們會(huì)主要采用正則化出現(xiàn)在文本中的詞的方法。相似地，to_tsvector被用來解析和正規(guī)化一個(gè)文檔字符串。因此在實(shí)際上一個(gè)文本搜索匹配可能看起來更像：

SELECT to_tsvector('fat cats ate fat rats') @@ to_tsquery('fat & rat');
 ?column? 
----------
 t

注意如果這個(gè)匹配被寫成下面這樣它將不會(huì)成功：

SELECT 'fat cats ate fat rats'::tsvector @@ to_tsquery('fat & rat');
 ?column? 
----------
 f

因?yàn)檫@里不會(huì)發(fā)生詞rats的正規(guī)化。一個(gè)tsvector的元素是詞位，它被假定為已經(jīng)正規(guī)化好，因此rats不匹配rat。

@@操作符也支持text輸出，它允許在簡(jiǎn)單情況下跳過從文本字符串到tsvector或tsquery的顯式轉(zhuǎn)換?？捎玫淖凅w是：

tsvector @@ tsquery
tsquery  @@ tsvector
text @@ tsquery
text @@ text

前兩種我們已經(jīng)見過。形式text @@ tsquery等價(jià)于to_tsvector(x) @@ y。形式text @@ text等價(jià)于to_tsvector(x) @@ plainto_tsquery(y)。

在tsquery中，&（AND）操作符指定它的兩個(gè)參數(shù)都必須出現(xiàn)在文檔中才表示匹配。類似地，|（OR）操作符指定至少一個(gè)參數(shù)必須出現(xiàn)，而!（NOT）操作符指定它的參數(shù)不出現(xiàn)才能匹配。例如，查詢fat & ! rat匹配包含fat但不包含rat的文檔。

在<->（FOLLOWED BY） tsquery操作符的幫助下搜索可能的短語(yǔ)，只有該操作符的參數(shù)的匹配是相鄰的并且符合給定順序時(shí)，該操作符才算是匹配。例如：

SELECT to_tsvector('fatal error') @@ to_tsquery('fatal <-> error');
 ?column? 
----------
 t

SELECT to_tsvector('error is not fatal') @@ to_tsquery('fatal <-> error');
 ?column? 
----------
 f

FOLLOWED BY 操作符還有一種更一般的版本，形式是<N>，其中N是一個(gè)表示匹配詞位位置之間的差。<1>和<->相同，而<2>允許剛好一個(gè)其他詞位出現(xiàn)在匹配之間，以此類推。當(dāng)有些詞是停用詞時(shí)，phraseto_tsquery函數(shù)利用這個(gè)操作符來構(gòu)造一個(gè)能夠匹配多詞短語(yǔ)的tsquery。例如：

SELECT phraseto_tsquery('cats ate rats');
       phraseto_tsquery        
-------------------------------
 'cat' <-> 'ate' <-> 'rat'

SELECT phraseto_tsquery('the cats ate the rats');
       phraseto_tsquery        
-------------------------------
 'cat' <-> 'ate' <2> 'rat'

一種有時(shí)候有用的特殊情況是，<0>可以被用來要求兩個(gè)匹配同一個(gè)詞的模式。

圓括號(hào)可以被用來控制tsquery操作符的嵌套。如果沒有圓括號(hào)，|的計(jì)算優(yōu)先級(jí)最低，然后從低到高依次是&、<->、!。

值得注意的是，當(dāng)AND/OR/NOT操作符在一個(gè)FOLLOWED BY操作符的參數(shù)中時(shí)，它們表示與不在那些參數(shù)中時(shí)不同的含義，因?yàn)樵贔OLLOWED BY中匹配的準(zhǔn)確位置是有意義的。例如，通常!x僅匹配在任何地方都不包含x的文檔。但如果y不是緊接在一個(gè)x后面，!x <-> y就會(huì)匹配那個(gè)y，在文檔中其他位置出現(xiàn)的x不會(huì)阻止匹配。另一個(gè)例子是，x & y通常僅要求x和y均出現(xiàn)在文檔中的某處，但是(x & y) <-> z要求x和y在緊挨著z之前的同一個(gè)位置匹配。因此這個(gè)查詢的行為會(huì)不同于x <-> z & y <-> z，它將匹配一個(gè)含有兩個(gè)單獨(dú)序列x z以及y z的文檔（這個(gè)特定的查詢一點(diǎn)用都沒有，因?yàn)閤和y不可能在同一個(gè)位置匹配，但是對(duì)于前綴匹配模式之類的更復(fù)雜的情況，這種形式的查詢就會(huì)有用武之地）。

配置

前述的都是簡(jiǎn)單的文本搜索例子。正如前面所提到的，全文搜索功能包括做更多事情的能力：跳過索引特定詞（停用詞）、處理同義詞并使用更高級(jí)的解析，例如基于空白之外的解析。這個(gè)功能由文本搜索配置控制。PostgreSQL中有多種語(yǔ)言的預(yù)定義配置，并且你可以很容易地創(chuàng)建你自己的配置（psql的\dF命令顯示所有可用的配置）。

在安裝期間一個(gè)合適的配置將被選擇并且default_text_search_config也被相應(yīng)地設(shè)置在postgresql.conf中。如果你正在對(duì)整個(gè)集簇使用相同的文本搜索配置，你可以使用在postgresql.conf中使用該值。要在集簇中使用不同的配置但是在任何一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部使用同一種配置，使用ALTER DATABASE ... SET。否則，你可以在每個(gè)會(huì)話中設(shè)置default_text_search_config。

依賴一個(gè)配置的每一個(gè)文本搜索函數(shù)都有一個(gè)可選的regconfig參數(shù)，因此要使用的配置可以被顯式指定。只有當(dāng)這個(gè)參數(shù)被忽略時(shí)，default_text_search_config才被使用。

為了讓建立自定義文本搜索配置更容易，一個(gè)配置可以從更簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象來建立。PostgreSQL的文本搜索功能提供了四類配置相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象：

文本搜索解析器將文檔拆分成記號(hào)并分類每個(gè)記號(hào)（例如，作為詞或者數(shù)字）。
文本搜索詞典將記號(hào)轉(zhuǎn)變成正規(guī)化的形式并拒絕停用詞。
文本搜索模板提供位于詞典底層的函數(shù)（一個(gè)詞典簡(jiǎn)單地指定一個(gè)模板和一組用于模板的參數(shù)）。
文本搜索配置選擇一個(gè)解析器和一組用于將解析器產(chǎn)生的記號(hào)正規(guī)化的詞典。

文本搜索解析器和模板是從低層 C 函數(shù)構(gòu)建而來，因此它要求 C 編程能力來開發(fā)新的解析器和模板，并且還需要超級(jí)用戶權(quán)限來把它們安裝到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中（在PostgreSQL發(fā)布的contrib/區(qū)域中有一些附加的解析器和模板的例子）。由于詞典和配置只是對(duì)底層解析器和模板的參數(shù)化和連接，不需要特殊的權(quán)限來創(chuàng)建一個(gè)新詞典或配置。創(chuàng)建定制詞典和配置的例子將在本章稍后的部分給出。

搜索一個(gè)表

可以在沒有一個(gè)索引的情況下做一次全文搜索。一個(gè)簡(jiǎn)單的查詢將打印每一個(gè)行的title，這些行在其body域中包含詞friend：

SELECT title
FROM pgweb
WHERE to_tsvector('english', body) @@ to_tsquery('english', 'friend');

這將還會(huì)找到相關(guān)的詞例如friends和friendly，因?yàn)檫@些都被約減到同一個(gè)正規(guī)化的詞位。

以上的查詢指定要使用english配置來解析和正規(guī)化字符串。我們也可以忽略配置參數(shù)：

SELECT title
FROM pgweb
WHERE to_tsvector(body) @@ to_tsquery('friend');

這個(gè)查詢將使用由default_text_search_config設(shè)置的配置。

一個(gè)更復(fù)雜的例子是選擇 10 個(gè)最近的文檔，要求它們?cè)趖itle或body中包含create和table：

SELECT title
FROM pgweb
WHERE to_tsvector(title || ' ' || body) @@ to_tsquery('create & table')
ORDER BY last_mod_date DESC
LIMIT 10;

為了清晰，我們忽略coalesce函數(shù)調(diào)用，它可能需要被用來查找在這兩個(gè)域之中包含NULL的行。

盡管這些查詢可以在沒有索引的情況下工作，大部分應(yīng)用會(huì)發(fā)現(xiàn)這種方法太慢了，除了偶爾的臨時(shí)搜索。實(shí)際使用文本搜索通常要求創(chuàng)建一個(gè)索引。

創(chuàng)建索引

我們可以創(chuàng)建一個(gè)GIN索引來加速文本搜索：

CREATE INDEX pgweb_idx ON pgweb USING GIN(to_tsvector('english', body));

注意這里使用了to_tsvector的雙參數(shù)版本。只有指定了一個(gè)配置名稱的文本搜索函數(shù)可以被用在表達(dá)式索引中。這是因?yàn)樗饕齼?nèi)容必須是沒有被default_text_search_config影響的。如果它們被影響，索引內(nèi)容可能會(huì)不一致因?yàn)椴煌捻?xiàng)可能包含被使用不同文本搜索配置創(chuàng)建的tsvector，并且沒有辦法猜測(cè)哪個(gè)是哪個(gè)。也沒有可能正確地轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)這樣的一個(gè)索引。

由于to_tsvector的雙參數(shù)版本被使用在上述的索引中，只有一個(gè)使用了帶有相同配置名的雙參數(shù)版to_tsvector的查詢引用才能使用該索引。即，WHERE to_tsvector('english', body) @@ 'a & b' 可以使用該索引，但WHERE to_tsvector(body) @@ 'a & b'不能。這保證一個(gè)索引只能和創(chuàng)建索引項(xiàng)時(shí)所用的相同配置一起使用。

可以建立更復(fù)雜的表達(dá)式索引，在其中配置名被另一個(gè)列指定，例如：

CREATE INDEX pgweb_idx ON pgweb USING GIN(to_tsvector(config_name, body));

這里config_name是pgweb表中的一個(gè)列。這允許在同一個(gè)索引中有混合配置，同時(shí)記錄哪個(gè)配置被用于每一個(gè)索引項(xiàng)。例如，如果文檔集合包含不同語(yǔ)言的文檔，這就可能會(huì)有用。同樣，要使用索引的查詢必須被措辭成匹配，例如WHERE to_tsvector(config_name, body) @@ 'a & b'。

索引甚至可以連接列：

CREATE INDEX pgweb_idx ON pgweb USING GIN(to_tsvector('english', title || ' ' || body));

另一種方法是創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的tsvector列來保存to_tsvector的輸出。若要使此列與其源數(shù)據(jù)保持自動(dòng)更新，用存儲(chǔ)生成的列。這個(gè)例子是title和body的連接，使用coalesce來保證當(dāng)其他域?yàn)镹ULL時(shí)一個(gè)域仍然能留在索引中：

ALTER TABLE pgweb
    ADD COLUMN textsearchable_index_col tsvector
               GENERATED ALWAYS AS (to_tsvector('english', coalesce(title, '') || ' ' || coalesce(body, ''))) STORED;

然后我們創(chuàng)建一個(gè)GIN索引來加速搜索：

CREATE INDEX textsearch_idx ON pgweb USING GIN(textsearchable_index_col);

現(xiàn)在我們準(zhǔn)備好執(zhí)行一個(gè)快速的全文搜索了：

SELECT title
FROM pgweb
WHERE textsearchable_index_col @@ to_tsquery('create & table')
ORDER BY last_mod_date DESC
LIMIT 10;

單獨(dú)列方法相對(duì)于表達(dá)式索引的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，它不必為了利用索引而在查詢中顯式地指定文本搜索配置。如上述例子所示，查詢可以依賴default_text_search_config。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是搜索將會(huì)更快，因?yàn)樗槐刂刈鰐o_tsvector調(diào)用來驗(yàn)證索引匹配（在使用 GiST 索引時(shí)這一點(diǎn)比使用 GIN 索引時(shí)更重要；）。表達(dá)式索引方法更容易建立，但是它要求更少的磁盤空間，因?yàn)閠svector表示沒有被顯式地存儲(chǔ)下來。

解析文檔

PostgreSQL提供了函數(shù)to_tsvector將一個(gè)文檔轉(zhuǎn)換成tsvector數(shù)據(jù)類型。

to_tsvector([ config regconfig, ] document text) returns tsvector

to_tsvector把一個(gè)文本文檔解析成記號(hào)，把記號(hào)縮減成詞位，并且返回一個(gè)tsvector，它列出了詞位以及詞位在文檔中的位置。文檔被根據(jù)指定的或默認(rèn)的文本搜索配置來處理。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單例子：

SELECT to_tsvector('english', 'a fat  cat sat on a mat - it ate a fat rats');
                  to_tsvector
-----------------------------------------------------
 'ate':9 'cat':3 'fat':2,11 'mat':7 'rat':12 'sat':4

在上面這個(gè)例子中我們看到，作為結(jié)果的tsvector不包含詞a、on或it，詞rats變成了rat，并且標(biāo)點(diǎn)符號(hào)-被忽略了。

to_tsvector函數(shù)在內(nèi)部調(diào)用了一個(gè)解析器，它把文檔文本分解成記號(hào)并且為每一種記號(hào)分配一個(gè)類型。對(duì)于每一個(gè)記號(hào)，會(huì)去查詢一個(gè)詞典列表，該列表會(huì)根據(jù)記號(hào)的類型而變化。第一個(gè)識(shí)別記號(hào)的詞典產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)正規(guī)化的詞位來表示該記號(hào)。例如，rats變成rat是因?yàn)橐粋€(gè)詞典識(shí)別到該詞rats是rat的復(fù)數(shù)形式。一些詞會(huì)被識(shí)別為停用詞，這將導(dǎo)致它們被忽略，因?yàn)樗鼈兂霈F(xiàn)得太頻繁以至于在搜索中起不到作用。在我們的例子中有a、on和it是停用詞。如果在列表中沒有詞典能識(shí)別該記號(hào)，那它將也會(huì)被忽略。在這個(gè)例子中標(biāo)點(diǎn)符號(hào)-就屬于這種情況，因?yàn)槭聦?shí)上沒有詞典會(huì)給它分配記號(hào)類型（空間符號(hào)），即空間記號(hào)不會(huì)被索引。對(duì)于解析器、詞典以及要索引哪些記號(hào)類型是由所選擇的文本搜索配置決定的。可以在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中有多種不同的配置，并且有用于很多種語(yǔ)言的預(yù)定義配置。在我們的例子中，我們使用用于英語(yǔ)的默認(rèn)配置english。

函數(shù)setweight可以被用來對(duì)tsvector中的項(xiàng)標(biāo)注一個(gè)給定的權(quán)重，這里一個(gè)權(quán)重可以是四個(gè)字母之一：A、B、C或D。這通常被用來標(biāo)記來自文檔不同部分的項(xiàng)，例如標(biāo)題對(duì)正文。稍后，這種信息可以被用來排名搜索結(jié)果。

因?yàn)閠o_tsvector(NULL) 將返回NULL，不論何時(shí)一個(gè)域可能為空時(shí)，我們推薦使用coalesce。下面是我們推薦的從一個(gè)結(jié)構(gòu)化文檔創(chuàng)建一個(gè)tsvector的方法：

UPDATE tt SET ti =
    setweight(to_tsvector(coalesce(title,'')), 'A')    ||
    setweight(to_tsvector(coalesce(keyword,'')), 'B')  ||
    setweight(to_tsvector(coalesce(abstract,'')), 'C') ||
    setweight(to_tsvector(coalesce(body,'')), 'D');

這里我們已經(jīng)使用了setweight在完成的tsvector標(biāo)注每一個(gè)詞位的來源，并且接著將標(biāo)注過的tsvector值用tsvector連接操作符||合并在一起。

解析查詢

PostgreSQL提供了函數(shù)to_tsquery、plainto_tsquery、phraseto_tsquery以及websearch_to_tsquery用來把一個(gè)查詢轉(zhuǎn)換成tsquery數(shù)據(jù)類型。to_tsquery提供了比plainto_tsquery和phraseto_tsquery更多的特性，但是它對(duì)其輸入要求更加嚴(yán)格。websearch_to_tsquery是to_tsquery的一個(gè)簡(jiǎn)化版本，它使用一種可選擇的語(yǔ)法，類似于Web搜索引擎使用的語(yǔ)法。

to_tsquery([ config regconfig, ] querytext text) returns tsquery

to_tsquery從querytext創(chuàng)建一個(gè)tsquery值，該值由被tsquery操作符&（AND）、|（OR）、!（NOT）和<->（FOLLOWED BY）分隔的單個(gè)記號(hào)組成。這些操作符可以使用圓括號(hào)分組。換句話說，to_tsquery的輸入必須已經(jīng)遵循tsquery輸入的一般規(guī)則。區(qū)別在于基本的tsquery輸入把記號(hào)當(dāng)作表面值，而to_tsquery 會(huì)使用指定的或者默認(rèn)的配置把每一個(gè)記號(hào)正規(guī)化成一個(gè)詞位，并且丟棄掉任何根據(jù)配置是停用詞的記號(hào)。例如：

SELECT to_tsquery('english', 'The & Fat & Rats');
  to_tsquery   
---------------
 'fat' & 'rat'

和在基本tsquery輸入中一樣，權(quán)重可以被附加到每一個(gè)詞位來限制它只匹配屬于那些權(quán)重的tsvector詞位。例如：

SELECT to_tsquery('english', 'Fat | Rats:AB');
    to_tsquery    
------------------
 'fat' | 'rat':AB

同樣，*可以被附加到一個(gè)詞位來指定前綴匹配：

SELECT to_tsquery('supern:*A & star:A*B');
        to_tsquery        
--------------------------
 'supern':*A & 'star':*AB

這樣一個(gè)詞位將匹配一個(gè)tsvector中的任意以給定字符串開頭的詞。

to_tsquery也能夠接受單引號(hào)短語(yǔ)。當(dāng)配置包括一個(gè)會(huì)在這種短語(yǔ)上觸發(fā)的分類詞典時(shí)就是它的主要用處。在下面的例子中，一個(gè)分類詞典含規(guī)則supernovae stars : sn：

SELECT to_tsquery('''supernovae stars'' & !crab');
  to_tsquery
---------------
 'sn' & !'crab'

在沒有引號(hào)時(shí)，to_tsquery將為那些沒有被 AND、OR 或者 FOLLOWED BY 操作符分隔的記號(hào)產(chǎn)生一個(gè)語(yǔ)法錯(cuò)誤。

plainto_tsquery([ config regconfig, ] querytext text) returns tsquery

plainto_tsquery將未格式化的文本querytext轉(zhuǎn)換成一個(gè)tsquery值。該文本被解析并被正規(guī)化，很像to_tsvector，然后&（AND）布爾操作符被插入到留下來的詞之間。

例子：

SELECT plainto_tsquery('english', 'The Fat Rats');
 plainto_tsquery 
-----------------
 'fat' & 'rat'

注意plainto_tsquery不會(huì)識(shí)其輸入中的tsquery操作符、權(quán)重標(biāo)簽或前綴匹配標(biāo)簽：

SELECT plainto_tsquery('english', 'The Fat & Rats:C');
   plainto_tsquery   
---------------------
 'fat' & 'rat' & 'c'

這里，所有輸入的標(biāo)點(diǎn)都被作為空間符號(hào)并且丟棄。

phraseto_tsquery([ config regconfig, ] querytext text) returns tsquery

phraseto_tsquery的行為很像plainto_tsquery，不過前者會(huì)在留下來的詞之間插入<->（FOLLOWED BY）操作符而不是&（AND）操作符。還有，停用詞也不是簡(jiǎn)單地丟棄掉，而是通過插入<N>操作符（而不是<->操作符）來解釋。在搜索準(zhǔn)確的詞位序列時(shí)這個(gè)函數(shù)很有用，因?yàn)?FOLLOWED BY 操作符不只是檢查所有詞位的存在性，還會(huì)檢查詞位的順序。

例子：

SELECT phraseto_tsquery('english', 'The Fat Rats');
 phraseto_tsquery
------------------
 'fat' <-> 'rat'

和plainto_tsquery相似，phraseto_tsquery函數(shù)不會(huì)識(shí)別其輸入中的tsquery操作符、權(quán)重標(biāo)簽或者前綴匹配標(biāo)簽：

SELECT phraseto_tsquery('english', 'The Fat & Rats:C');
      phraseto_tsquery
-----------------------------
 'fat' <-> 'rat' <-> 'c'

websearch_to_tsquery([ config regconfig, ] querytext text) returns tsquery

websearch_to_tsquery使用一種可供選擇的語(yǔ)法從querytext創(chuàng)建一個(gè)tsquery值，這種語(yǔ)法中簡(jiǎn)單的未格式化文本是一個(gè)有效的查詢。和plainto_tsquery以及phraseto_tsquery不同，它還識(shí)別特定的操作符。此外，這個(gè)函數(shù)絕不會(huì)報(bào)出語(yǔ)法錯(cuò)誤，這就可以把原始的用戶提供的輸入用于搜索。支持下列語(yǔ)法：

無引號(hào)文本：不在引號(hào)中的文本將被轉(zhuǎn)換成由&操作符分隔的詞，就像被plainto_tsquery處理過那樣。
"引號(hào)文本"：在引號(hào)中的文本將被轉(zhuǎn)換成由<->操作符分隔的詞，就像被phraseto_tsquery處理過那樣。
OR：邏輯或?qū)⒈晦D(zhuǎn)換成|操作符。
-：邏輯非操作符，被轉(zhuǎn)換成!操作符。

示例：

SELECT websearch_to_tsquery('english', 'The fat rats');
 websearch_to_tsquery
----------------------
 'fat' & 'rat'
(1 row)

SELECT websearch_to_tsquery('english', '"supernovae stars" -crab');
       websearch_to_tsquery
----------------------------------
 'supernova' <-> 'star' & !'crab'
(1 row)

SELECT websearch_to_tsquery('english', '"sad cat" or "fat rat"');
       websearch_to_tsquery
-----------------------------------
 'sad' <-> 'cat' | 'fat' <-> 'rat'
(1 row)

SELECT websearch_to_tsquery('english', 'signal -"segmentation fault"');
         websearch_to_tsquery
---------------------------------------
 'signal' & !( 'segment' <-> 'fault' )
(1 row)

SELECT websearch_to_tsquery('english', '""" )( dummy \\ query <->');
 websearch_to_tsquery
----------------------
 'dummi' & 'queri'
(1 row)

排名搜索結(jié)果

排名處理嘗試度量文檔和一個(gè)特定查詢的接近程度，這樣當(dāng)有很多匹配時(shí)最相關(guān)的那些可以被先顯示。PostgreSQL提供了兩種預(yù)定義的排名函數(shù)，它們考慮詞法、臨近性和結(jié)構(gòu)信息；即，它們考慮查詢?cè)~在文檔中出現(xiàn)得有多頻繁，文檔中的詞有多接近，以及詞出現(xiàn)的文檔部分有多重要。不過，相關(guān)性的概念是模糊的并且與應(yīng)用非常相關(guān)。不同的應(yīng)用可能要求額外的信息用于排名，例如，文檔修改時(shí)間。內(nèi)建的排名函數(shù)只是例子。你可以編寫你自己的排名函數(shù)和/或把它們的結(jié)果與附加因素整合在一起來適應(yīng)你的特定需求。

目前可用的兩種排名函數(shù)是：

ts_rank([ weights float4[], ] vector tsvector, query tsquery [, normalization integer ]) returns float4

基于向量的匹配詞位的頻率來排名向量。

ts_rank_cd([ weights float4[], ] vector tsvector, query tsquery [, normalization integer ]) returns float4

這個(gè)函數(shù)為給定文檔向量和查詢計(jì)算覆蓋密度排名，該方法在 Clarke、Cormack 和 Tudhope 于 1999 年在期刊 "Information Processing and Management" 上的文章 "Relevance Ranking for One to Three Term Queries" 文章中有描述。覆蓋密度類似于ts_rank排名，不過它會(huì)考慮匹配詞位相互之間的接近度。

這個(gè)函數(shù)要求詞位的位置信息來執(zhí)行其計(jì)算。因此它會(huì)忽略tsvector中任何“被剝離的”詞位。如果在輸入中有未被剝離的詞位，結(jié)果將會(huì)是零。

對(duì)這兩個(gè)函數(shù)，可選的權(quán)重參數(shù)提供了為詞實(shí)例賦予更多或更少權(quán)重的能力，這種能力是依據(jù)它們被標(biāo)注的情況的。權(quán)重?cái)?shù)組指定每一類詞應(yīng)該得到多重的權(quán)重，按照如下的順序：

{D-權(quán)重, C-權(quán)重, B-權(quán)重, A-權(quán)重}

如果沒有提供權(quán)重，那么將使用這些默認(rèn)值：

{0.1, 0.2, 0.4, 1.0}

通常權(quán)重被用來標(biāo)記來自文檔特別區(qū)域的詞，如標(biāo)題或一個(gè)初始的摘要，這樣它們可以被認(rèn)為比來自文檔正文的詞更重要或更不重要。

由于一個(gè)較長(zhǎng)的文檔有更多的機(jī)會(huì)包含一個(gè)查詢術(shù)語(yǔ)，因此考慮文檔的尺寸是合理的，例如一個(gè)一百個(gè)詞的文檔中有一個(gè)搜索詞的五個(gè)實(shí)例而零一個(gè)一千個(gè)詞的文檔中有該搜索詞的五個(gè)實(shí)例，則前者比后者更相關(guān)。兩種排名函數(shù)都采用一個(gè)整數(shù)正規(guī)化選項(xiàng)，它指定文檔長(zhǎng)度是否影響其排名以及如何影響。該整數(shù)選項(xiàng)控制多個(gè)行為，因此它是一個(gè)位掩碼：你可以使用|指定一個(gè)或多個(gè)行為（例如，2|4）。

0（默認(rèn)值）忽略文檔長(zhǎng)度
1 用 1 + 文檔長(zhǎng)度的對(duì)數(shù)除排名
2 用文檔長(zhǎng)度除排名
4 用長(zhǎng)度之間的平均調(diào)和距離除排名（只被ts_rank_cd實(shí)現(xiàn)）
8 用文檔中唯一詞的數(shù)量除排名
16 用 1 + 文檔中唯一詞數(shù)量的對(duì)數(shù)除排名
32 用排名 + 1 除排名

如果多于一個(gè)標(biāo)志位被指定，轉(zhuǎn)換將根據(jù)列出的順序被應(yīng)用。

值得注意的是排名函數(shù)并不使用任何全局信息，因此它不可能按照某些時(shí)候期望地產(chǎn)生一個(gè)公平的正規(guī)化，從 1% 或 100%。正規(guī)化選項(xiàng) 32 （rank/(rank+1)）可以被應(yīng)用來縮放所有的排名到范圍零到一，但是當(dāng)然這只是一個(gè)外觀上的改變；它不會(huì)影響搜索結(jié)果的順序。

這里是一個(gè)例子，它只選擇十個(gè)最高排名的匹配：

SELECT title, ts_rank_cd(textsearch, query) AS rank
FROM apod, to_tsquery('neutrino|(dark & matter)') query
WHERE query @@ textsearch
ORDER BY rank DESC
LIMIT 10;
                     title                     |   rank
-----------------------------------------------+----------
 Neutrinos in the Sun                          |      3.1
 The Sudbury Neutrino Detector                 |      2.4
 A MACHO View of Galactic Dark Matter          |  2.01317
 Hot Gas and Dark Matter                       |  1.91171
 The Virgo Cluster: Hot Plasma and Dark Matter |  1.90953
 Rafting for Solar Neutrinos                   |      1.9
 NGC 4650A: Strange Galaxy and Dark Matter     |  1.85774
 Hot Gas and Dark Matter                       |   1.6123
 Ice Fishing for Cosmic Neutrinos              |      1.6
 Weak Lensing Distorts the Universe            | 0.818218

這是相同的例子使用正規(guī)化的排名：

SELECT title, ts_rank_cd(textsearch, query, 32 /* rank/(rank+1) */ ) AS rank
FROM apod, to_tsquery('neutrino|(dark & matter)') query
WHERE  query @@ textsearch
ORDER BY rank DESC
LIMIT 10;
                     title                     |        rank
-----------------------------------------------+-------------------
 Neutrinos in the Sun                          | 0.756097569485493
 The Sudbury Neutrino Detector                 | 0.705882361190954
 A MACHO View of Galactic Dark Matter          | 0.668123210574724
 Hot Gas and Dark Matter                       |  0.65655958650282
 The Virgo Cluster: Hot Plasma and Dark Matter | 0.656301290640973
 Rafting for Solar Neutrinos                   | 0.655172410958162
 NGC 4650A: Strange Galaxy and Dark Matter     | 0.650072921219637
 Hot Gas and Dark Matter                       | 0.617195790024749
 Ice Fishing for Cosmic Neutrinos              | 0.615384618911517
 Weak Lensing Distorts the Universe            | 0.450010798361481

排名可能會(huì)非常昂貴，因?yàn)樗蟛樵兠恳粋€(gè)匹配文檔的tsvector，這可能會(huì)涉及很多I/O因而很慢。不幸的是，這幾乎不可能避免，因?yàn)閷?shí)際查詢常常導(dǎo)致巨大數(shù)目的匹配。

加亮結(jié)果

要表示搜索結(jié)果，理想的方式是顯示每一個(gè)文檔的一個(gè)部分并且顯示它是怎樣與查詢相關(guān)的。通常，搜索引擎顯示文檔片段時(shí)會(huì)對(duì)其中的搜索術(shù)語(yǔ)進(jìn)行標(biāo)記。PostgreSQL提供了一個(gè)函數(shù)ts_headline來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

ts_headline([ config regconfig, ] document text, query tsquery [, options text ]) returns text

ts_headline接受一個(gè)文檔和一個(gè)查詢，并且從該文檔返回一個(gè)引用，在其中來自查詢的術(shù)語(yǔ)會(huì)被加亮。被用來解析該文檔的配置可以用config指定；如果config被忽略，將會(huì)使用default_text_search_config配置。

如果一個(gè)options字符串被指定，它必須由一個(gè)逗號(hào)分隔的列表組成，列表中是一個(gè)或多個(gè)option=value對(duì)?？捎玫倪x項(xiàng)是：

StartSel、StopSel：用來定界文檔中出現(xiàn)的查詢?cè)~的字符串，這用來把它們與其他被引用的詞區(qū)分開。如果這些字符串包含空格或逗號(hào)，你必須把它們加上雙引號(hào)。
MaxWords、MinWords：這些數(shù)字決定要輸出的最長(zhǎng)和最短 headline。
ShortWord：長(zhǎng)度小于等于這個(gè)值的詞將被從一個(gè) headline 的開頭或結(jié)尾處丟掉。默認(rèn)值三消除普通英語(yǔ)文章。
HighlightAll：布爾標(biāo)志，如果為true整個(gè)文檔將被用作 headline，并忽略前面的三個(gè)參數(shù)。
MaxFragments：要顯示的文本引用或片段的最大數(shù)量。默認(rèn)值零選擇一種非片段傾向的 headline 生成方法。一個(gè)大于零的值選擇基于片段的 headline 生成。這種方法找到有盡可能多查詢?cè)~的文本片段并且展開查詢?cè)~周圍的那些片段。結(jié)果是查詢?cè)~會(huì)靠近每個(gè)片段的中間并且在其兩側(cè)都有詞。每一個(gè)片段將是最多MaxWords并且長(zhǎng)度小于等于ShortWord的詞被從每個(gè)片段的開頭或結(jié)尾丟棄。如果不是所有的查詢?cè)~都在該文檔中找到，文檔中第一個(gè)MinWords的單一片段將被顯示。
FragmentDelimiter：當(dāng)多于一個(gè)片段被顯示時(shí)，片段將被這個(gè)字符串所分隔。

這些選項(xiàng)名稱不區(qū)分大小寫。任何未指定的選項(xiàng)將收到這些默認(rèn)值：

StartSel=<b>, StopSel=</b>,
MaxWords=35, MinWords=15, ShortWord=3, HighlightAll=FALSE,
MaxFragments=0, FragmentDelimiter=" ... "

例如：

SELECT ts_headline('english',
  'The most common type of search
is to find all documents containing given query terms
and return them in order of their similarity to the
query.',
  to_tsquery('query & similarity'));
                        ts_headline                         
------------------------------------------------------------
 containing given <b>query</b> terms
 and return them in order of their <b>similarity</b> to the
 <b>query</b>.

SELECT ts_headline('english',
  'The most common type of search
is to find all documents containing given query terms
and return them in order of their similarity to the
query.',
  to_tsquery('query & similarity'),
  'StartSel = <, StopSel = >');
                      ts_headline                      
-------------------------------------------------------
 containing given <query> terms
 and return them in order of their <similarity> to the
 <query>.

ts_headline使用原始文檔，而不是一個(gè)tsvector摘要，因此它可能很慢并且應(yīng)該被小心使用。

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