[技术讨论] PowerShell解决用纯BAT几秒内生成几万个字符串组的问题

xczxczxcz

N久以前的事了。用纯P写，总是没达到要求。[任意7位数，以大定字母开头，后6位为大小写字母和数字的任意组合]
现在用 Powershell 写。不开多任务，约3秒多点 完成10000次，7秒多点 20000次 10秒30000次，也算符合要求。
如何把开头的字符数组直接写，不用 toCharArray()分割.可以少约 1秒。

$time=get-date
$ULetter=@('ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'.toCharArray())
$DigitLetter=@('abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789'.toCharArray())
while ($num -lt 10000){
	[Collections.ArrayList]$random=@(get-random -input $ULetter) #大写字母开头
	$random+=get-random -input $DigitLetter -count 6 #数字和大小写字母
	$str=-join $random  #用 + 的方法连接字符约少 0.2秒。
	#if($str -match '(\d+){1,}') { #至少包含一位数字
		$str
		$num++
	#}
}
([datetime]::now - $time).TotalMilliSeconds
pause
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codegay

配置还是i5 2430M, 固态硬盘
字符表改成array

默认编译参数 nim c -r ,并且不关电脑上的浏览器，播放器之类的软件，大约是7-9秒

编译命令nim c -d:release,关掉了其它软件的情况下达到

0.6708011627197266
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开了浏览器，播放器之类的软件的情况下1.1秒

import os, random, times

var t =  epochTime()
randomize()

let chars = ['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 
'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 
'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 
'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 
'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z']

let upper = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 
'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 
'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z']

var f = open(getAppDir() / "result.txt", fmAppend)


for i in 1..1000000:
  var str = ""
  str.add(upper.sample)
  for n in 1..6:
    str.add(sample(chars))
  str.add("\r\n")
  f.write(str)
f.close()

echo epochTime() - t
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codegay

nim语言版
结果很令我尴尬。
老笔记本 i5 2430M 耗时 60-68秒

import os, random, times

var t =  epochTime()
randomize()

let chars = {'A'..'Z', 'a'..'z', '0'..'9'}
let upper = {'A'..'Z'}
var f = open(getAppDir() / "result.txt", fmAppend)


for i in 1..1000000:
  var str = ""
  str.add(upper.sample)
  for n in 1..6:
    str.add(sample(chars))
  str.add("\r\n")
  f.write(str)
f.close()

echo epochTime() - t
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happy886rr

速度取决于random的实现方式，一切都是伪随机，比的就是谁更虚伪。

老刘1号

来水一发，汇编

Include masm32rt.inc
.const
	Table DB 'ACBDFEGHIKJLMOPQNRSTUVWXYZadcbefhigjklnmpoqsrtuvwzyx6578902314'
.data?
	Input db 5 dup (?)
	Num dd ?
	Align 10h
	Buffer db 9*10000+1 dup (?)
.code
	Start:
	Invoke ArgClC,1,Offset Input
	Sub esp,4
	Invoke atodw_ex,Offset Input
	Mov Num,Eax
	Add Esp,4
	
	Lea Esi,Table
	Mov Ecx,Eax
	
	.Repeat
		Push Ecx
		Lea Edi,Buffer
		Mov Ecx,10000
		Align 10h
		.Repeat
			Push Ecx
			Invoke nrandom,26
			Lea Eax,[Eax+65]
			StoSB
			Mov Ecx,6
			Align 4h
			.Repeat
				Push Ecx
				Invoke nrandom,SizeOf Table
				Mov Al,[Eax+Esi]
				StoSB
				Pop Ecx
			.UntilCxZ
			Mov Ax,0A0DH
			Mov Word Ptr [Edi],Ax
			Inc Edi
			Inc Edi
			Pop Ecx
		.UntilCxZ
		Xor Eax,Eax
		StoSB
		Invoke StdOut,Offset Buffer
		Pop Ecx
	.UntilCxZ
	
	
	Invoke ExitProcess,NULL
End Start
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I3 CPU+机械
100w个，输出到控制台，40s（真感人）
输出到txt，220ms
直接>nul，180ms
test 要生成的数目/1w
生成100w：test 100

代码将指令、数据对齐到内存4整数倍地址，提高速度
随机数生成使用masmlib中的函数，不涉及api调用，浮点计算
由于懒得调api得时间做种子，目前种子固定。

老刘1号

回复 7# bailong360


    内嵌C#，秒啊

WHY

如果非常在意几秒的差异，这样也许会比 get-Random 快那么一点。

$t=get-date
$chr = 'QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNMqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm1234567890';
$swr = New-Object IO.StreamWriter('E:\1.Log', $false, [Text.Encoding]::ASCII);
$rnd = New-Object System.Random;
$arr = [Array]::CreateInstance('char', 7);

for ($i = 0; $i -lt 1000000; $i++) {
    $arr[0] = $chr[$rnd.Next(26)];
    for ($j = 1; $j -le 6; $j++) {
        $arr[$j] = $chr[$rnd.Next(62)];
    }
    $swr.WriteLine($arr);
}
$swr.Close();
((get-Date) - $t).TotalSeconds
复制代码

Microsoft Windows [版本 10.0.17763.379]
(c) 2018 Microsoft Corporation。保留所有权利。

C:\Users\WHY>PowerShell -exec ByPass "&'E:\Test\Test.PS1'"
1.8277292

C:\Users\WHY>

bailong360

回复 7# bailong360


    这段 C# 好像太快了点...

我用 Rust 实现了一下, 然而也花了 3s. 目前正在向 Rust 大佬们寻求优化方案......

use rand::{seq::SliceRandom, FromEntropy};
use rand_xorshift::XorShiftRng;
use std::fs::File;
use std::io::Write;

fn main() {
    let chars = b"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
    let mut rng = XorShiftRng::from_entropy();

    let mut file = File::create("test.txt").unwrap();
    for _ in 0..1000000 {
        let v = (0..7)
            .map(|n| {
                if n == 0 {
                    *chars.choose(&mut rng).unwrap()
                } else {
                    **(&chars[0..26].choose(&mut rng).unwrap())
                }
            })
            .collect::<Vec<_>>();
        file.write_all(&v).unwrap();
        file.write_all(&[b'\n']).unwrap();
    }
}
复制代码

=== 更新 ===
艹, 应该用 BufWriter wrap 一下, 这样就 0.16s 左右了...

let file = File::create("test.txt").unwrap();
let mut file = BufWriter::new(file);
复制代码

bailong360

回复 8# xczxczxcz


    Linux 上 pwsh 比较慢
直接用 mono 编译运行的话, 就只要 0.56s 左右

yhcfsr

回复 8# xczxczxcz


    看来还是我的最好,我居然只用了563MS

523066680

一个段子，
用Java的人都戴墨镜。

因为……
They can't see sharp.

xczxczxcz

回复 7# bailong360

不会你的电脑比偶的还差吧。偶测试只有 0.716秒。

bailong360

100W, 输出到文件. 1.9s (包括 1.3s 的启动及编译时间

#!/usr/bin/pwsh -nop
$Source = @"
using System.IO;
using System.Linq;
using System;

namespace Foo
{
    public static class Bar
    {
        private static Random random = new Random();
        
        public static void RandomString()
        {
            const string chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
            using (var file = new StreamWriter("test.txt")) {
                for (int i = 0; i <= 1000000; i++) {
                    file.WriteLine(new string(Enumerable.Range(1, 7).Select(n => chars[random.Next(n == 1 ? 26 : chars.Length)]).ToArray()));
                }
            }
        }
    }
}
"@

Add-Type -TypeDefinition $Source -Language CSharp

[Foo.Bar]::RandomString();
复制代码

应该也算 PowerShell 吧 (笑

523066680

回复 3# xczxczxcz
我们的代码实质是差不多的，是解释器的优化不同。

回复 4# 老刘1号
如果解释器有对这类操作优化，内部实现对应的功能模型，执行速度就会接近编译型语言。
举个例子，CLGO 绘图，
基于CLGO的COOL解释器
对于图形程序，如果大部分指令调用都在解释层挨个执行，不要说GPU，CPU也是无法充分利用的。
OpenGL是怎么实现快速渲染的呢？DrawArrayElemensts 函数，我告诉GPU，我要三角形，把包含数十万个三角形坐标的数组指针传递过去，
然后把转换平移等通用的操作通过矩阵数组传递，GPU就会并行处理这些三角形的光栅化操作（空间变换、投影、深度测试、像素化、抗锯齿等），每秒是数十甚至上百帧。
如果每一个三角形都调用一次而不是传指针，CPU是吃不消的。所以那个帖子我记得有个作品的动图，画的圈并不多（不过万），但却是卡顿的。

如果要对这些批次的三角形做特殊效果，水墨描边、素描风格等，可以使用着色语言（Shader Language），一套直接和GPU核打交道的指令。
这也是行业发展的结果，硬件厂商知道你会大量执行这些操作，所以直接提供更合适的接口。

当时我也没什么建议，这里面解释器的学问太多了，我不懂。另外全套操作下来会感觉，还是用现成的吧，连硬件厂家都帮你考虑好了。

说完掏出硬件属性看了一下，看来还得学，不然挂着这个显卡太浪费

ivor

效率比楼主的初始化字符数组稍高一些

$start=[System.DateTime]::Now
$num=0
$array=(65..90) + (97..122) + (48..57)
while ($num -lt 10000){
	[char[]](Get-Random -Count 7 -InputObject $array) -join ""
$num+=1
}
([System.DateTime]::Now - $start).TotalSeconds
pause
复制代码

输出结果到控制台，最占时间，面向对象资源开销也比较大，所以面向过程的c语言最有优势。