搜索引擎项目描述

简介

搜索引擎 是一种允许用户在互联网上进行搜索的软件。搜索引擎通过机器人收集网页并建立网页数据库。当用户输入查询时，系统会在数据库中进行检索，并返回相应的结果。目前最常用的搜索引擎包括 Google、Bing、百度、Yahoo!、Duckduckgo 等。这些搜索引擎均基于复杂的底层算法，以实现高效的搜索和网页排名。

本章讨论的场景与问题，也适用于任何搜索引擎在关键词搜索、数据存储处理以及文档获取方面的功能需求。

项目说明

在这个项目中，你正在一家初创公司开发一款新的搜索引擎。该公司正在尝试使用新型且改进的算法，来实现文档中的关键词搜索功能。

首要任务是设计并实现一个高效存储和检索关键词的系统。UI 团队要求加入自动补全功能。你的用户已经熟悉当前主流搜索引擎提供的自动补全功能——即在用户输入搜索词时，系统会实时推荐可能的关键词。这一功能能显著提升用户搜索的速度与便捷性。此外，系统还需包含一个模块，用于判断原始查询是否可以拆分为多个有效单词，这在原始查询无结果时尤为有用。同时，我们还将实现一些与搜索排序、结果组织及优化相关的功能。

功能需求

为实现上述功能，我们需要引入以下特性：

• 功能 #1：设计一个能够高效存储和检索关键词的系统。该系统可用于存储网页内容，从而简化搜索过程。

• 功能 #2：实现自动补全功能，当用户输入查询时实时提供建议。建议内容基于一组已有的热门查询语句。

• 功能 #3：检查在原始查询无法匹配任何结果的情况下，是否可以通过添加空格将其拆分为多个合法单词。

• 功能 #4：作为前一功能的扩展，找出通过在原始查询中插入空格所能生成的所有可能的有效查询组合。

• 功能 #5：根据指向该页面的其他页面的排名得分，计算出该页面的搜索排名因子。

• 功能 #6：重新排列搜索结果，确保来自同一网站的结果不会连续出现。

• 功能 #7：搜索引擎包含多个相互关联或递归调用的服务。为了优化性能，需统计每个服务单独执行所花费的时间。

• 功能 #8：为实现容错能力，引入快照机制，用于保存分布式系统中各节点的当前状态。

• 功能 #9：根据服务器处理不同负载能力的差异，找到最优方式来分配给定的工作负载。

深入理解这些功能需求，并设计相应的解决方案，将有助于我们将所需功能成功集成到搜索引擎系统中。后续课程将详细讲解各项功能及其具体实现方法，使你能够将这些解决方案应用于各类面试题目中。