面试题：Bash下自定义文本格式化函数及应用

Question

设计一组Bash函数，实现对文本的复杂格式化需求，包括但不限于按照指定模板对文本进行排版，例如将文本按照类似表格的形式进行对齐展示，表头和表内容都有不同的格式化要求。函数需具备通用性，可以处理不同格式的输入文本。详细阐述设计思路、函数间的调用关系以及可能遇到的性能优化问题。

Answer 1

设计思路

1. 输入处理函数：负责接收不同格式的输入文本，并将其转换为适合后续处理的数据结构，比如数组。
2. 表头格式化函数：根据指定模板对表头进行格式化，例如设置宽度、对齐方式等。
3. 表内容格式化函数：按照不同要求对表内容进行格式化，同样涉及宽度、对齐等设置。
4. 表格组装函数：将格式化后的表头和表内容组合起来，形成最终类似表格的输出。

函数间调用关系

1. 主函数：调用输入处理函数获取处理后的数据，接着分别调用表头格式化函数和表内容格式化函数，最后调用表格组装函数生成最终结果。
2. 输入处理函数：不调用其他格式化相关函数，专注于文本输入的解析和转换。
3. 表头格式化函数：不依赖表内容格式化函数，独立完成表头格式化。
4. 表内容格式化函数：不依赖表头格式化函数，独立完成表内容格式化。
5. 表格组装函数：依赖表头格式化函数和表内容格式化函数的输出，进行组合。

示例代码

# 输入处理函数
process_input() {
    local input="$1"
    local lines=()
    while IFS= read -r line; do
        lines+=("$line")
    done <<< "$input"
    echo "${lines[@]}"
}

# 表头格式化函数
format_header() {
    local header="$1"
    local width=20
    local formatted_header=$(printf "%-${width}s" "$header")
    echo "$formatted_header"
}

# 表内容格式化函数
format_content() {
    local content="$1"
    local width=20
    local formatted_content=$(printf "%-${width}s" "$content")
    echo "$formatted_content"
}

# 表格组装函数
assemble_table() {
    local headers=($(process_input "$1"))
    local contents=($(process_input "$2"))
    local header_line=""
    local content_lines=""

    for header in "${headers[@]}"; do
        header_line+=$(format_header "$header")
    done

    for ((i = 0; i < ${#contents[@]}; i++)); do
        local content_line=""
        for content in "${contents[@]}"; do
            content_line+=$(format_content "${content[$i]}")
        done
        content_lines+="$content_line\n"
    done

    echo "$header_line\n$content_lines"
}

性能优化问题

1. 循环优化：在处理大量数据时，减少不必要的循环嵌套。例如在表格组装函数中，对表头和表内容的处理尽量避免多次重复遍历。
2. 内存管理：对于大文本输入，注意内存使用，避免一次性加载过多数据到内存。可以采用逐行处理的方式，减少内存占用。
3. 缓存机制：如果某些格式化设置不变，可以考虑缓存格式化后的结果，避免重复计算。例如对于固定宽度和对齐方式的表头格式化，可以缓存结果，在后续调用时直接使用。