程序员面试冷知识:为什么grep查找效率这么快
liuian 2025-05-23 18:30 30 浏览
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GNU的grep程序作者认为是有两个因素:fast search和fast input。
https://lists.freebsd.org/pipermail/freebsd-current/2010-August/019310.html
快速查找/fast search
grep是基于Boyer-Moore算法,该算法首先查找目标字符串的最后一个字母,并使用查找map表,当找到不匹配的字符,该map表告诉算法可以跳过多长的位置。
BM算法的wiki链接:
https://en.wikipedia.org/wiki/Boyer%E2%80%93Moore%E2%80%93Horspool_algorithm
BM还在于能够判断出一些不必要的内循环,加快运行速度。
在随机文本查找上,BM的平均时间复杂度是o(n),最差情况是o(m*n)。其中m是搜索字符串长度,n是查找范围长度,
快速输入/fast input
- GNU grep使用原生的输入系统调用,而不用read,避免内存拷贝。
- grep内部没有行,而是用一块大缓冲区包括放置换行符,因为新行会变慢效率。
- 在查找中使用连续内存空间。
- 在输出写出有没有使用原生系统调用不是很重要,因为输出缓存空间相比输入往往小很多
进阶版的ripgrep(俗称rg)
那么grep做到了极致吗,显然不是。ripgrep(俗称rg)是grep的演进版。在一些场景比grep更快更好用。github链接在这:
https://github.com/BurntSushi/ripgrep
比如在读输入数据上的一个优化。有没有使用mmap来存放输入字符串,这里有一个探讨。
- 如果是在一堆连续内存空间的小文件查找,mmap没有优势。mmap 会导致连加载到内存的小文件连续缺页中断。
- 而如果是大文件查找,mmap是有优势的
$ rg --mmap zqzqzqzq big-file #比较快
$ rg --no-mmap zqzqzqzq big-file #比较慢glibc 的实现使用一种双向字符串匹配算法
/Two-way_string-matching_algorithm。它是前进的Knuth-Morris-Pratt算法和后向运行的Boyer-Moore字符串搜索算法的组合。
https://en.wikipedia.org/wiki/Two-way_string-matching_algorithm
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