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

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performance stdlib topic-regex type-feature
主要語言
Python
星號
77.2k
分支
36k
PR 合併指標
PR 指標待擷取

描述

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

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  1. 先讀完整個 Issue,再讀專案的貢獻指南。
  2. 在 Issue 下留言說明你要接手 —— 這能避免兩個人做同樣的事。
  3. Fork 儲存庫,在一個分支上完成修改。
  4. 送出 Pull Request,並在描述裡引用這個 Issue 編號。

研究方向

從 re._compiler._optimize_charset 開始,著重檢視填入 charmap 的 RANGE 處理器。檢閱相關的 PR gh-149428,並比較其對小字元範圍和寬字元範圍的行為。完成的標準是範圍處理仍然正確,且 regex_compile 和提供的微基準測試能夠重現預期的效能改善。

由索引模型根據 Issue 內容生成。

評估

技術堆疊
python
領域
performance
Issue 類型
功能
難度
2/5
預估耗時
1-3 小時
活躍度
停滯
描述清晰度
描述清楚
新手友好度
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