高效文本差异分析工具的开发与应用

本文旨在介绍一种高效的文本差异分析工具的开发过程。该工具能够快速准确地比较两个文本文件的差异，对于软件开发、文档编辑等领域具有重要的应用价值。本文将从算法选择、实现细节、性能优化以及软件应用等方面进行详细阐述。

本文再次使用了Douglas McIlroy在20世纪70年代初编写的diff算法的实现，并参考了Eugene W. Myers在其论文中对该算法的描述。与以往不同的是，这次对多个diff进行了运行。首先，像以前一样对完整行进行diff，以揭示两个输入文件之间的差异。这些差异可以被分组到由相同行分隔的不同部分。这些部分可以被分类为文件A的删除、文件B的插入，或者两者都有。

有趣的部分是那些既有删除行又有插入行的部分。在这些部分中，可能存在行内的匹配文本，以及更小的真实差异。对于行的情况，所有差异都可以被认为是文件A的删除或文件B的插入。

对于这些部分，diff算法将在部分中的字符上运行。这次，寻找两个版本之间的相似之处。这些相似之处被记录下来，并以更柔和的颜色显示在输出中，从而突出显示差异。

使用代码

下载的是一个WinForms应用程序，它将两个测试文件作为嵌入资源，默认加载。您还可以通过提供两个命令行参数的路径来diff任意两个文件。该应用程序运行所有必需的diff，并显示结果和一些计时测量。

输出

在第一篇文章中，使用了WebBrowser控件来呈现输出。这次，创建了一个自定义控件，它继承自ScrollableControl。它并不复杂，但可以在10毫秒多一点的时间内渲染测试文件的输出。

删除的文本以红色显示，而文件A中匹配的文本以浅红色显示。同样，插入的文本是绿色的，而文件B中匹配的文本是浅绿色的。认为这很好地突出了实际的变化。

结果

由于这是Lean and Mean竞赛的参赛作品，以下是一些指标：

• 时间：测试用例的代表性时间测量显示在屏幕截图中。渲染输出的时间较长，但很高兴多个diff仍然在2毫秒以下。因此，结果的时间大约是15毫秒，包括JIT时间在内大约是70毫秒。
• 空间：最大的空间需求仍然是将文件作为string[]保存在内存中。这大约需要390 KB的测试用例。两个主要的Int32数组都是大约(N + M)长，其中N是文件A的行数，M是文件B的行数。因此，计算出的空间需求仍然是大约420 KB的结果。很难计算显示所占用的空间，但可以说这是框架的责任。

Process.PeakWorkingSet64的变化始终在1.5 MB以下。

选择复制diff算法源代码来处理string[]和char[]的两种情况。这是因为算法中的热路径是等式运算符。可以使用泛型参数，用where T : IEquatable限制它，并调用Equals，但这将显著减慢算法。此外，JIT编译器仍然需要在两个版本上工作，因此没有收益。

保留了两个大的Int32数组，并在char diffs中重用它们。这很有帮助，因为在.NET中，内存分配和特别是收集是昂贵的。这也有助于在特定的测试用例中，两个char diffs所需的空间比第一个行diff少。