bash 脚本：如何有效地在字符串末尾追加字符 (O(1))答案

【问题标题】：bash script: How to append characters at the end of a string efficiently (O(1))bash 脚本：如何有效地在字符串末尾追加字符 (O(1))
【发布时间】：2013-10-03 02:59:38
【问题描述】：

简单的问题：我有一个包含 n 个条目的数组 A，每个条目包含一个字符。我想要以一种有效的方式从这个数组创建相应的字符串 S，即在 O(n) 时间内，不使用外部命令，只需 bash 代码和 bash 内置函数。

这种明显的方式...

func_slow ()
{ 
 local numel=${#A[*]}
 for ((i=0; i < numel ; i++))
 do
    S=${S}${A[$i]}   
 done
}

使用 bash 效率不高。这是 O(n^2) 时间，因为“追加”操作 S=${S}${A[$i]} 不需要 O(1) 时间最坏的情况（甚至 O(1) 时间摊销，这足以保证整体 O(n) 时间）。每次都需要 O(#S) （显然它通过复制 ${S} 和 ${A[$i]} 来生成新字符串 S）。我能在 O(n) 时间内（无需外部命令）找到解决此问题的唯一方法是定义此函数

func_fast ()
{
 local numel=${#A[*]}
 for ((i=0; i < numel ; i++))
 do
    echo -n "${A[$i]}"
 done
}

然后像这样使用它

S=`func_fast`

这需要 O(n) 时间，它只使用 bash 代码和 bash 内置函数。使用有效的附加运算符（允许 func_slow 在 O(n) 时间内运行）同时仍然保留 O(1) 时间直接访问字符串的每个位置，实现（在语言的解释器中）字符串非常简单从算法的角度来看，我想知道我是否缺少一些特殊的高效 bash 字符串运算符。

【问题讨论】：

标签： string performance bash append

【解决方案1】：

如果您想进行就地编辑，在末尾添加文本，您可以这样做：

sed -ie 's/$/WHATEVER/g' FILENAME

或者，在开头添加文本：

sed -ie 's/^/WHATEVER/g' FILENAME

特殊字符必须通过\ 转义。正则表达式备忘单是您最好的朋友。

【讨论】：

这根本不能回答问题！

【解决方案2】：

使用 IFS 进行数组合并：

IFS= eval 'S="${A[*]}"'

另外，如果您要将字符串附加到变量，只需使用以下形式：

S+="another"

另一种快速的方法是使用 printf:

printf -v S '%s' "${A[@]}"

添加一些基准。使用具有 100000 个整数元素的数组：

time printf -v X '%s' "${A[@]}"

real    0m0.481s
user    0m0.474s
sys     0m0.004s

time IFS= eval 'X="${A[*]}"'

real    0m0.107s
user    0m0.106s
sys     0m0.000s

X=''; L=${#A[@]}; time for (( I = 0; I < L; ++I )); do X+=${A[I]}; done

real    0m24.469s
user    0m24.351s
sys     0m0.074s

【讨论】：

所以我猜没有有效的附加运算符（+= 似乎和 S=${S}${A[$i]} 一样慢）。无论如何，其他两个是很好的答案（IFS 对我来说看起来很奇特:)）
@terr 至少使用 IFS 方法，您可以选择您喜欢的分隔符 :) 顺便说一下，使用 eval 是可选的，但要使其有效，应该在解析行之前设置 IFS。所以你也可以像IFS=; X="${A[*]}" 那样做。但这将永久设置 IFS，因此您必须将其设置回默认值以免影响其他命令：IFS=$' \t\n'。

【解决方案3】：

不确定计算复杂度，但这是可行的：

t=${A[@]}
S=${t// /}

【讨论】：

嗯..它对我不起作用。所以 S=${t// /} 从 t 中删除空格（它用空替换它们），对吗？不确定 ${A[@]} 是什么......只有当 A 已经是一个字符串时，这种表示法才适用于我。
${A[@]} 本质上与${A[*]} 相同，只是在双引号中时不同。双引号时，* 使用 IFS 的第一个字符作为分隔符。