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python - 为什么 python 正则表达式这么慢?

coder 2023-08-15 原文

经过长时间的调试,我发现为什么我的应用程序使用 python 正则表达式很慢。这是我发现的令人惊讶的事情:

import datetime
import re

pattern = re.compile('(.*)sol(.*)')

lst = ["ciao mandi "*10000 + "sol " + "ciao mandi "*10000,
       "ciao mandi "*1000 + "sal " + "ciao mandi "*1000]
for s in lst:
    print "string len", len(s)
    start = datetime.datetime.now()
    re.findall(pattern,s)
    print "time spent", datetime.datetime.now() - start
    print

我机器上的输出是:

string len 220004
time spent 0:00:00.002844

string len 22004
time spent 0:00:05.339580

第一个测试字符串220K长,匹配,匹配速度还挺快的。第二个测试字符串20K长,不匹配,计算耗时5秒!

我知道这个报告http://swtch.com/~rsc/regexp/regexp1.html这说明 python、perl、ruby 中的 regexp 实现有点不理想……这是原因吗?没想到这么简单的一个表达方式都能发生。

已添加 我最初的任务是拆分一个字符串,依次尝试不同的正则表达式。像这样的东西:

for regex in ['(.*)sol(.*)', '\emph{([^{}])*)}(.*)', .... ]:
    lst = re.findall(regex, text) 
    if lst:
        assert len(lst) == 1
        assert len(lst[0]) == 2
        return lst[0]

这是为了解释为什么我不能使用split。按照 Martijn 的建议,我通过将 (.*)sol(.*) 替换为 (.*?)sol(.*) 解决了我的问题。

可能我应该使用 match 而不是 findall...但我认为这不会解决问题,因为正则表达式将匹配整个输入因此 findall 应该在第一次匹配时停止。

无论如何,我的问题更多是关于正则表达式新手陷入这个问题有多容易...我认为理解 (.*?)sol(.*) 并不是那么简单> 是解决方案(例如 (.*?)sol(.*?) 不是)。

最佳答案

Thompson NFA 方法将正则表达式从默认贪婪更改为默认非贪婪。普通的正则表达式引擎可以做同样的事情;只需将 .* 更改为 .*?。当非贪婪表达式可以使用时,你不应该使用贪婪表达式。

有人已经为 Python 构建了一个 NFA 正则表达式解析器:https://github.com/xysun/regex

对于异常情况,它确实优于默认的 Python 正则表达式解析器。 但是,它低于-对其他一切执行:

This regex engine underperforms Python's re module on normal inputs (using Glenn Fowler's test suite -- see below)

以典型案例为代价修复病态案例可能是不使用 NFA 方法作为默认引擎的一个很好的理由,而不是在病态案例可以简单地避免时。

另一个原因是某些功能(例如反向引用)很难或不可能使用 NFA 方法实现。另见 response on the Python Ideas mailing list .

因此,如果您将至少一种模式设为非贪婪模式以避免灾难性回溯,则您的测试可以表现得更好:

pattern = re.compile('(.*?)sol(.*)')

或者根本不使用正则表达式;您可以使用 str.partition() 来获取前缀和后缀:

before, sol, after = s.partition('sol')

例如并非所有的文本问题都是正则表达式形式的,所以放下那把锤子,看看你工具箱的其他部分吧!

此外,您也许可以查看替代的 re 模块,regex .该模块对病理情况进行一些基本检查,并巧妙地避免它们,而不必求助于 Thompson NFA 实现。引用 an entry to a Python bug report tracking regex :

The internal engine no longer interprets a form of bytecode but instead follows a linked set of nodes, and it can work breadth-wise as well as depth-first, which makes it perform much better when faced with one of those 'pathological' regexes.

此引擎可以将您的病理案例运行速度提高 10 万倍以上:

>>> import re, regex
>>> import timeit
>>> p_re = re.compile('(.*)sol(.*)')
>>> p_regex = regex.compile('(.*)sol(.*)')
>>> s = "ciao mandi "*1000 + "sal " + "ciao mandi "*1000
>>> timeit.timeit("p.findall(s)", 'from __main__ import s, p_re as p', number=1)
2.4578459990007104
>>> timeit.timeit("p.findall(s)", 'from __main__ import s, p_regex as p', number=100000)
1.955532732012216

注意数字;我将 re 测试限制为运行 1 次,耗时 2.46 秒,而 regex 测试在 2 秒内运行了 10 万次。

关于python - 为什么 python 正则表达式这么慢?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/26214328/

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