附录E:RecursiveCharacterTextSplitter 递归切分算法¶
适用范围¶
第 16 章使用 LangChain 的 RecursiveCharacterTextSplitter 实现文档切分。本附录专门解释递归细分算法,以及 chunk_size、chunk_overlap 和分隔符顺序为什么会影响检索质量;项目入库流程和代码落点仍以第 16 章为准。
一、朴素切分的问题¶
最直观的切分方式是定长切分:每 N 个字符切一刀。
# 朴素定长切分(chunk_size=100)
text = "入职流程包括以下步骤:1. 提交入职材料(身份证复印件、学历证书、离职证明)。2. 签订劳动合同和保密协议。3. 部门负责人审批。"
chunks = [text[i:i+100] for i in range(0, len(text), 100)]
# 结果:
# chunk1: "入职流程包括以下步骤:1. 提交入职材料(身份证复印件、学历证书、离职证明)。2. 签订劳动"
# ↑ 在第100个字符处截断,切断了"劳动合同"这个词
# chunk2: "合同和保密协议。3. 部门负责人审批。"
# ↑ 孤立的半句话
问题: - 句子被从中间切断,语义不完整 - LLM 看到"签订劳动"和"合同和保密协议"两个碎片,不如看到一个完整的"签订劳动合同和保密协议"
二、递归细分切分算法¶
RecursiveCharacterTextSplitter 的核心思想:用一组分隔符,从粗到细递归尝试。
分隔符优先级(本项目的中文配置):
1. "\n\n" → 段落分隔(最理想)
2. "\n" → 行分隔
3. "。" → 中文句号
4. "!" → 中文感叹号
5. "?" → 中文问号
6. ";" → 中文分号
7. "," → 中文逗号
8. " " → 空格
9. "" → 字符级切分(最后手段)
flowchart TD
Start["开始切分一段文本<br/>长度 2500 字符<br/>chunk_size=500"] --> Try1
Try1["尝试分隔符 '\n\n'<br/>按段落切分"] --> Check1{"每个段落<br/>都 ≤ 500?"}
Check1 -->|"✅"| Done1["完成!得到若干段落块"]
Check1 -->|"❌ 某段 800 字符"| Try2
Try2["对该段尝试 '\n'<br/>按换行切分"] --> Check2{"每行都 ≤ 500?"}
Check2 -->|"✅"| Done2["完成!"]
Check2 -->|"❌ 某行 650 字符"| Try3
Try3["对该行尝试 '。'<br/>按中文句号切分"] --> Check3{"每句都 ≤ 500?"}
Check3 -->|"✅"| Done3["完成!"]
Check3 -->|"❌ 某句 550 字符"| Try4
Try4["尝试 ','<br/>按逗号切分"] --> Check4{"每段都 ≤ 500?"}
Check4 -->|"✅"| Done4["完成!"]
Check4 -->|"❌"| Try5
Try5["最后手段:按字符切<br/>强制在 500 字符处截断"] --> Done5["完成"]
style Done1 fill:#ECFDF5,stroke:#059669,stroke-width:2px
style Done2 fill:#ECFDF5,stroke:#059669,stroke-width:2px
style Done3 fill:#ECFDF5,stroke:#059669,stroke-width:2px
style Try5 fill:#FEF2F2,stroke:#DC2626,stroke-width:2px
三、具体例子¶
假设有如下文本(chunk_size=200):
入职流程包括以下步骤:
1. 提交入职材料。新员工需携带身份证复印件、
学历证书原件、离职证明和近六个月体检报告。
HR部门会在1个工作日内完成材料审核。
2. 签订劳动合同和保密协议。合同期限根据
岗位级别确定,一般为3年。
第一轮:尝试 \n\n(段落)
段落1: "入职流程包括以下步骤:" → 长度 12 ✅
段落2: "1. 提交入职材料。新员工需携带身份证复印件、\n学历证书原件、离职证明和近六个月体检报告。\nHR部门会在1个工作日内完成材料审核。" → 长度 85 ✅
段落3: "2. 签订劳动合同和保密协议。合同期限根据\n岗位级别确定,一般为3年。" → 长度 35 ✅
全部在 200 以内 → 完成!三个按段落划分的 chunk,语义边界完美。
但如果 chunk_size=50:
段落2 长度 85 > 50 → 继续用 '\n' 切分
行1: "1. 提交入职材料。新员工需携带身份证复印件、" → 25 ✅
行2: "学历证书原件、离职证明和近六个月体检报告。" → 21 ✅
行3: "HR部门会在1个工作日内完成材料审核。" → 18 ✅
全部在 50 以内 → 完成!
四、Overlap 的作用¶
chunk_overlap 让相邻 chunk 之间有重叠内容:
chunk_size=500, chunk_overlap=50
原始文本:
[0──────500]
[450────950]
[900───1400]
重叠区域(50字符)保证了:
1. 不会因为切分边界刚好切断了关键信息
2. 相邻 chunk 的语义有连续性
对于中文,本项目配置:
CHINESE_SEPARATORS = [
"\n\n", "\n",
"。", "!", "?", ";",
";", ".", "!", "?",
",", ",",
" ",
"",
]
parent_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(
chunk_size=2000, # 父块 2000 字符 → 完整上下文
chunk_overlap=200,
separators=CHINESE_SEPARATORS,
)
child_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(
chunk_size=500, # 子块 500 字符 → 精确检索
chunk_overlap=50,
separators=CHINESE_SEPARATORS,
)
五、Markdown 文件的特殊处理¶
对于 .md 文件,LangChain 提供了一个增强切分器:
from langchain_text_splitters import MarkdownHeaderTextSplitter
markdown_headers = [("#", "h1"), ("##", "h2"), ("###", "h3")]
# 先按 Markdown 标题层级切分
header_splitter = MarkdownHeaderTextSplitter(headers_to_split_on=markdown_headers)
# 输入:
# # 入职管理
# ## 入职流程
# 入职需要提交以下材料...
# ## 转正流程
# 试用期结束后...
# 输出:
# Document(page_content="入职需要提交以下材料...", metadata={"h1": "入职管理", "h2": "入职流程"})
# Document(page_content="试用期结束后...", metadata={"h1": "入职管理", "h2": "转正流程"})
这使得后续 LLM 生成的答案可以引用"来源:入职管理 > 入职流程"这样的层级结构。
六、表格文件的特殊保护¶
if content_type.startswith("table"):
# 表格行不做递归切分!
# 一行表格 = 一个语义单元
# 如果切分,会把"金额:50000"和"状态:待审批"拆到两个 chunk
parent_docs = [doc]
这是本项目的一个重要设计:表格行的内容(表头+行号+单元格键值对)是一个完整的语义单元。递归切分会破坏这个完整性。
七、chunk_size 调优的权衡¶
| chunk_size | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 小(200-300) | 检索精确,匹配粒度细 | 上下文不完整,chunk 数量多 |
| 中(500-800) | 平衡精度和上下文 | 需要 overlap 来保证连续性 |
| 大(1000-2000) | 上下文完整 | 检索不精确,语义信号被稀释 |
本项目的选择(父块 2000 + 子块 500)是一种折中: - 用子块(500)做检索 → 精确 - 用父块(2000)给 LLM → 完整