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从零开始用Python做一个女朋友

因为一只蝙蝠所引起的一系列连锁反应，导致一直宅在家中的自己突然有了重拾Python的勇气，一直以来想要做个智能对话机器人，于是说干就干，从最简单的关键词匹配做起，在目前进度中，通过调用公共接口实现了天气查询和实时新闻查询两个功能，后续功能将逐渐完善。由于本人Python学识不深，很多细节的处理上可能不尽完善，欢迎各位大佬指点~

由于目标是比较智能的机器人，所以借用了动漫刀剑的梗虚拟人物形象叫Alice 【宅属性暴露无遗】

总体思路还是模块化的思想，通过循环接收用户输入，然后通过自定义的__analyse()函数进行关键词匹配，将匹配结果通过数组返回，并在主过程内遍历数组内的事件标签，如果天气查询标签或新闻查询标签在内，则将用户输入传递给相应的自定义模块函数进行处理。话不多说，先呈上main.py模块代码：

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# -*- coding:utf-8 -*-
import weather  #自定义天气查询处理模块
import news     #自定义新闻查询处理模块

def __analyse(raw_str):
    analyse_result = []
    weather_wors = ['天气', 'weather']
    news_words = ['新闻', 'news', "头条"]
    if any(word in raw_str for word in weather_wors):
        analyse_result.append('weather')    #为返回的结果数组添加'weather'标签
    if any(word in raw_str for word in news_words):
        analyse_result.append('news')       #为返回的结果数组添加'news'标签
    return analyse_result

if __name__ == '__main__':
    while (True):
        raw_str = input()
        analyse_result = __analyse(raw_str)
        if 'weather' in analyse_result:
            weather.handle(raw_str)     #调用自定义天气查询处理模块的处理函数
        if 'news' in analyse_result:
            news.handle(raw_str)        #调用自定义新闻查询处理模块的处理函数
        else:
            print('Alice没能听懂主人说的是什么哇……')

下面以weather.py为例解释天气查询内部的处理过程（news.py模块同理）：
自定义模块的handle()函数在接收到用户输入后，也是首先调用本模块内的__analyse()函数进行关键词匹配，与main模块内不同的是，由于返回的结果除去标签还需要一部分属性值，譬如说天气查询的地点、时间等，所以定义了Tag便签对象，用来作为返回的标签数组的元素。 

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class Tag:
    name = ''       #标签名
    props = {}      #属性值

    def __init__(self, name, props):
        self.name = name
        self.props = props

为了更加方便地修改定制，我增加了读取目录下配置文件config.ini获取默认值及查询接口API的功能，相关代码如下：

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import configparser     #可以通过 pip install 进行安装
import os

__config = configparser.ConfigParser()
__config.read(os.getcwd() + "/config.ini", encoding='utf-8')

__weather_api_url = __config.get("weather", "api")      #天气查询API链接
__weather_api_key = __config.get("weather", "key")      #天气查询API的个人密钥
__weather_default_city = __config.get("weather", "default_city")    #在未指定查询城市时默认的查询城市
__temp_threshold = __config.get("weather", "temp_threshold")        #温差提醒阈值
__wind_threshold = __config.get("weather", "wind_threshold")        #风力提醒阈值

config.ini文件的内容如下：

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[weather]
; 天气查询API
api=http://apis.juhe.cn/simpleWeather/query
; 天气查询默认城市
default_city=长沙
; 天气查询API密钥
key=***************
; 温差提醒阈值
temp_threshold=15
; 风力提醒阈值
wind_threshold=6

天气查询及新闻查询API使用来源于 [聚合数据] ，个人作为开发者注册认证之后每天可以免费调用100次，个人使用完全足够了，在右上角“个人中心” -> “数据中心” -> “我的接口”内可以搜索和申请接口，接口申请成功后会自动分配一个Key，之后每次调用时需要携带这个Key进行访问。


点击图二右侧“测试”按钮可以进入测试页面，网页将模拟真实调用的情形对请求参数以及返回数据进行展示，为了辅助接下来的代码展示，先展示一下某次查询链接以及返回的json数据：

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http://apis.juhe.cn/simpleWeather/query?city=%E9%95%BF%E6%B2%99&key=************
// 注意此处的city参数必须为 utf8 urlencode 形式
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{
	"reason":"查询成功",
	"result":{
		"city":"长沙",
		"realtime":{
			"temperature":"14",
			"humidity":"73",
			"info":"阴",
			"wid":"02",
			"direct":"西南风",
			"power":"2级",
			"aqi":"55"
		},
		"future":[
			{
				"date":"2020-02-22",
				"temperature":"11\/18℃",
				"weather":"多云",
				"wid":{
					"day":"01",
					"night":"01"
				},
				"direct":"北风转南风"
			},
			{
				"date":"2020-02-23",
				"temperature":"11\/22℃",
				"weather":"晴转多云",
				"wid":{
					"day":"00",
					"night":"01"
				},
				"direct":"南风"
			},
			{
				"date":"2020-02-24",
				"temperature":"15\/26℃",
				"weather":"多云",
				"wid":{
					"day":"01",
					"night":"01"
				},
				"direct":"南风"
			},
			{
				"date":"2020-02-25",
				"temperature":"17\/25℃",
				"weather":"阵雨",
				"wid":{
					"day":"03",
					"night":"03"
				},
				"direct":"南风"
			},
			{
				"date":"2020-02-26",
				"temperature":"12\/23℃",
				"weather":"阵雨",
				"wid":{
					"day":"03",
					"night":"03"
				},
				"direct":"北风"
			}
		]
	},
	"error_code":0
}

然后接下来就是weather.py模块中文本分析函数__analyse()的实现了，为了方便阅读，此处将支持从城市关键词数组city_words只展示一部分，所有支持查询的城市大家也可以在 [聚合数据] 上进行查询，该网站也提供了查询支持的城市的API：

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def __analyse(raw_str):
    analyse_result = []
    weather_query_words = ['?', '怎么样', '如何']
    weather_talk_words = ['不错', '喜欢', '不喜欢']
    city_words = ['北京', '海淀', '朝阳', '顺义', '怀柔', '通州', '昌平', '延庆', '丰台', '石景山', '大兴', '房山', '密云', '门头沟', '平谷', '上海']       #支持查询的城市关键词
    if any(word in raw_str for word in weather_query_words):
        query_props = {'time': 'TODAY', 'city': __weather_default_city}     #如果未指定查询时间和城市则默认查询今天以及config.ini配置文件中城市的天气
        today_words = ['今天', 'today']         #查询时间为“今天”的关键词
        tomorrow_words = ['明天', 'tomorrow']   #查询时间为“明天”的关键词
        twodays_words = ['今天和明天', '今明']  #查询时间为“今明两天”的关键词
        if any(word in raw_str for word in today_words):
            query_props['time'] = 'TODAY'
        if any(word in raw_str for word in tomorrow_words):
            query_props['time'] = 'TOMORROW'
        if any(word in raw_str for word in twodays_words):
            query_props['time'] = 'TWODAYS'
        for city in city_words:
            if city in raw_str:
                query_props['city'] = city
                break
        analyse_result.append(Tag('weather-query', query_props))
    if any(word in raw_str for word in weather_talk_words):
        analyse_result.append(Tag('weather-talk', None))
    return analyse_result

在__analyse()调用分析之后，接下来就是handle()函数进行处理的部分了：

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def handle(raw_str):
    analyse_result = __analyse(raw_str)     #对主过程传入的raw_str进行关键词分析
    for tag in analyse_result:
        if tag.name == 'weather-talk':
            print('今天的天气真的很不错哦')
        if tag.name == 'weather-query':
            weather_complete_api = __weather_api_url + "?city=" + quote(
                tag.props["city"]) + "&key=" + __weather_api_key        #调用quote函数将城市名转为 utf8 urlencode 形式并拼凑URL
            weather_response = json.loads(requests.get(weather_complete_api).content)       #调用天气查询API并获取返回JSON格式的结果
            error_code = weather_response['error_code']
            #处理异常状态
            if (error_code == 207301 or error_code == 207302):
                print("Alice不知道这座城市是哪里的呢……要不主人再换一个试试？")
            elif (error_code == 207303):
                print("哔——电波在传输过程中好像出了点问题哎……")
            elif (error_code == 0):        #错误码为0代表查询成功
                print("嘀哩哩~数据接收完成，下面为主人播报天气——")
                city = weather_response["result"]["city"]       #返回的JSON内反馈的查询结果城市
                info_today = weather_response["result"]["future"][0]["weather"]         #今日的天气状况
                temperature_today = weather_response["result"]["future"][0]["temperature"]      #今天的最低气温和最高气温
                temperature_today_min = temperature_today[:temperature_today.find('/')]     #处理temperature_today获得今日最低气温
                temperature_today_max = temperature_today[temperature_today.find('/') + 1:temperature_today.find('℃')]      #处理temperature_today获得今日高气温
                info_tomorrow = weather_response["result"]["future"][1]["weather"]      #明日天气状况
                temperature_tomorrow = weather_response["result"]["future"][1]["temperature"]       #明日的最低气温和最高气温
                temperature_tomorrow_min = temperature_tomorrow[:temperature_tomorrow.find('/')]        #处理temperature_today获得明日最低气温
                temperature_tomorrow_max = temperature_tomorrow[
                                           temperature_tomorrow.find('/') + 1:temperature_tomorrow.find('℃')]       #处理temperature_today获得明日高气温
                wind_direction_today = weather_response["result"]["future"][0]["direct"]        #今日风向
                wind_direction_tomorrow = weather_response["result"]["future"][1]["direct"]     #明日风向
                wind_power_now = weather_response["result"]["realtime"]["power"]                #当前时间风力大小
                #对标签内各属性值进行匹配处理
                if tag.props['time'] == 'TODAY':
                    response_text = "今天[" + city + "]天气" + info_today + "，气温 " + temperature_today + "，今天风向为" + wind_direction_today + "，当前风力" + wind_power_now + "。"
                    if (int(temperature_today_max) - int(temperature_today_min) >= int(__temp_threshold)):
                        response_text = response_text + "\n今天昼夜温差很大的说，主人要多加注意穿衣保暖哦~"
                    if (int(wind_power_now[:-1]) >= int(__wind_threshold)):
                        response_text = response_text + "\n另外，现在的风也有点大呢，主人一定当心不要被风吹跑啦，嘻嘻~"
                    print(response_text)
                if tag.props['time'] == 'TOMORROW':
                    response_text = "明天[" + city + "]天气" + info_tomorrow + "，气温 " + temperature_tomorrow + "，风向为" + wind_direction_tomorrow + "。"
                    if (int(temperature_tomorrow_max) - int(temperature_tomorrow_min) >= int(__temp_threshold)):
                        response_text = response_text + "\n明天昼夜温差很大的说，主人要多加注意穿衣保暖哦~"
                    print(response_text)
                if tag.props['time'] == 'TWODAYS':
                    response_text = "今天[" + city + "]天气" + info_today + "，气温 " + temperature_today + "，今天风向为" + wind_direction_today + "，当前风力" + wind_power_now + "；\n明天天气" + info_tomorrow + "，气温 " + temperature_tomorrow + "，风向为" + wind_direction_tomorrow + "。"
                    if (int(temperature_today_max) - int(temperature_today_min) >= int(__temp_threshold) or int(
                            temperature_tomorrow_max) - int(temperature_tomorrow_min) >= int(__temp_threshold)):
                        response_text = response_text + "\n今明两天昼夜温差很大的说，主人要多加注意穿衣保暖哦~"
                    if (int(wind_power_now[:-1]) >= int(__wind_threshold)):
                        response_text = response_text + "\n另外，现在的风也有点大呢，主人一定当心不要被风吹跑啦，嘻嘻~"
                    print(response_text)
            else:
                print("发生了Alice也不清楚的错误呢(๑Ő௰Ő๑)……要不主人帮忙看一下\n错误代码：[Weather-API:" + error_code + "]")     #对于API的系统性错误直接抛出错误代码处理

由于使用了文字转码以及JSON处理等操作，weather.py需要导入的全部包如下：

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from urllib.parse import quote
import configparser
import requests
import json
import os

最后看一下实战效果吧：

目前实现的功能模块细节就如上所述啦，后序会添加更多的非功能性的模块，譬如情感处理以及好感度等模块，欢迎有新意的脑洞，[GitHub源码]

从零开始用Python做一个女朋友

http://voidmatrix.work/articles/从零开始用Python做一个女朋友/

作者

Voidmatrix

发布于

2020-02-22

更新于

2020-02-22

许可协议

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