簡介
基于布爾表達式的Index檢索系統是一種高效、簡單且易于實現的信息檢索方法。它允許用戶通過組合布爾運算符（如AND、OR和NOT）來構建復雜的查詢，從而在大量數據中快速定位到所需的信息。本文檔將介紹布爾表達式的基本概念、實現方法以及如何使用這種檢索系統進行查詢。

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布爾表達式
布爾表達式是一種基于布爾代數的邏輯表達式，它的結果只有兩個值：真（True）或假（False）。布爾表達式由布爾運算符（AND、OR和NOT）和操作數（通常是關鍵詞）組成。以下是一些簡單的布爾表達式示例：

apple AND orange：表示同時包含“apple”和“orange”的文檔。

apple OR orange：表示包含“apple”或“orange”的文檔。

apple AND NOT orange：表示包含“apple”但不包含“orange”的文檔。

實現方法
要實現一個基于布爾表達式的Index檢索系統，首先需要構建一個倒排索引（Inverted Index）。倒排索引是一種數據結構，它將文檔中的關鍵詞映射到包含這些關鍵詞的文檔列表。以下是一個簡單的Python實現：

復制from collections import defaultdict

def build_inverted_index(docs):
    inverted_index = defaultdict(set)
    for doc_id, doc in enumerate(docs):
        for word in doc.split():
            inverted_index[word].add(doc_id)
    return inverted_index
接下來，我們需要實現一個解析布爾表達式的函數，它將輸入的布爾表達式轉換為一個可以執行的操作序列。這可以通過使用遞歸下降解析器或其他解析技術來實現。在此，我們將使用一個簡化的解析器作為示例：

復制def parse_boolean_expression(expr):
    tokens = expr.split()
    operations = []
    while tokens:
        token = tokens.pop(0)
        if token == 'AND':
            operations.append(('AND', tokens.pop(0)))
        elif token == 'OR':
            operations.append(('OR', tokens.pop(0)))
        elif token == 'NOT':
            operations.append(('NOT', tokens.pop(0)))
        else:
            operations.append(('TERM', token))
    return operations
最后，我們需要實現一個執行操作序列的函數，它將根據給定的倒排索引和操作序列返回滿足布爾表達式的文檔列表：

復制def execute_operations(inverted_index, operations):
    result = set()
    for op, term in operations:
        if op == 'TERM':
            result |= inverted_index[term]
        elif op == 'AND':
            result &= inverted_index[term]
        elif op == 'OR':
            result |= inverted_index[term]
        elif op == 'NOT':
            result -= inverted_index[term]
    return result
使用示例
以下是如何使用上述實現的基于布爾表達式的Index檢索系統的示例：

復制# 構建倒排索引
docs = [
    "apple orange banana",
    "apple banana",
    "orange banana",
    "apple orange"
]
inverted_index = build_inverted_index(docs)

# 解析布爾表達式
expr = "apple AND NOT orange"
operations = parse_boolean_expression(expr)

# 執行操作序列
result = execute_operations(inverted_index, operations)

# 輸出結果
print("滿足條件的文檔ID：", result)
輸出結果為：

復制滿足條件的文檔ID： {1}
這表示只有第二個文檔（ID為1）滿足給定的布爾表達式（包含“apple”但不包含“orange”）。