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

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 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)

Has this already been discussed elsewhere?

No response given

Links to previous discussion of this feature:

No response

Linked PRs

• gh-149428

Bắt đầu tại re._compiler._optimize_charset, tập trung vào trình xử lý RANGE dùng để điền charmap. Xem xét PR được liên kết gh-149428 và so sánh hành vi của nó đối với các dải ký tự nhỏ và rộng. Được xem là hoàn tất khi việc xử lý dải vẫn chính xác và regex_compile cùng các microbenchmark được cung cấp tái hiện mức cải thiện hiệu năng dự kiến.