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Improve performance of `re.compile()` for patterns with character ranges

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performance stdlib topic-regex type-feature
主要言語
Python
スター
77.2k
フォーク
35.9k
PR マージ指標
PR 指標を取得中

説明

Feature or enhancement

Proposal:

re._compiler._optimize_charset builds a 256-byte (or wider) charmap for character classes. On main it is filled with a loop:

for i in range(av[0], av[1] + 1):
    charmap[i] = 1

Replacing the loop with a single bytearray slice is faster.

Benchmark results on pyperformance regex_compile

main (86.2 ± 1.4 ms)  ->  PR (78.5 ± 1.6 ms):  1.10x faster

Microbenchmarks:

compile-charsets-small:  2.80 ± 0.04 ms  ->  1.22 ± 0.02 ms:  2.29x faster
compile-charsets-big:    1.46 ± 0.03 ms  ->  1.36 ± 0.03 ms:  1.08x faster
Geometric mean:                                              1.57x faster

The "small" case oversamples wide ranges ([\x00-\xff], BMP range) which benefit most. The "big" case has mostly small ASCII ranges where the slice-fill construction (b'\x01' * n) competes with the loop savings.

microbench script
"""Microbench for the bytearray slice-fill optimization in
re._compiler._optimize_charset (RANGE handler)."""
import pyperf
import re

SMALL_PATTERNS = [
    r'[a-zA-Z0-9_]+',
    r'[^\s\d]+',
    r'[a-z][A-Z][0-9]',
    r'[\x00-\xff]',                  # full byte range
    r'[Ā-῿]+',                       # BMP range, hits growth path
    r'[a-zA-Z0-9!@#$%^&*()_+\-=\[\]{};:\'",.<>/?\\|`~]+',
    r'[0-9a-fA-F]{2,8}',
    r'[ -~]+',                       # all printable ASCII
]

BIG_PATTERN = (
    r'^([a-zA-Z][a-zA-Z0-9_\-]*)\s*'
    r'([\x20-\x7e]*)\s*'
    r'([-ÿĀ-ɏ]+)?\s*'
    r'([0-9]{1,4}[\-/.][0-9]{1,2}[\-/.][0-9]{1,4})?\s*'
    r'([^\s,;:]+)$'
)

def compile_small():
    for _ in range(8):
        for p in SMALL_PATTERNS:
            re.purge()
            re.compile(p)

def compile_big():
    for _ in range(10):
        re.purge()
        re.compile(BIG_PATTERN)

runner = pyperf.Runner()
runner.bench_func('compile-charsets-small', compile_small)
runner.bench_func('compile-charsets-big', compile_big)
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  • gh-149428

コントリビューションガイド

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はじめの一歩

  1. issue を最後まで読み、次にプロジェクトのコントリビューションガイドを読みます。
  2. 着手することを issue にコメントします — 二人が同じ作業をするのを防げます。
  3. リポジトリをフォークし、ブランチを切って変更します。
  4. issue 番号を参照したプルリクエストを送ります。

調査の方向性

re._compiler._optimize_charset から始め、charmap を埋める RANGE ハンドラーに注目します。リンク先の PR gh-149428 を確認し、小さい文字範囲と広い文字範囲での動作を比較します。範囲処理が正しいまま維持され、regex_compile と提供されたマイクロベンチマークで意図したパフォーマンス改善が再現されれば完了です。

索引モデルが issue の本文から書いたものです。

評価

技術スタック
python
領域
performance
issue の種類
機能追加
難易度
2/5
見積もり時間
1〜3時間
活発さ
停滞
明瞭さ
明確に書かれている
初心者へのやさしさ
25/100

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