Как быстро сравнить 2 файла с помощью .NET?

Question

Типичные подходы рекомендуем прочитать двоичный файл с помощью FileStream и сравнить его побайтово.

• Будет ли сравнение контрольной суммы, такое как CRC, быстрее?
• Существуют ли библиотеки .NET, которые могут генерировать контрольную сумму для файла?

Answer 1

Если вам нужно сравнить только два файла, я думаю, самый быстрый способ будет (в C, я не знаю, применимо ли это к .NET)

1. открыть оба файла f1, f2
2. получить соответствующую длину файла l1, l2
3. если l1! = L2 файлы разные; Остановка
4. mmap () оба файла
5. использовать memcmp () для файлов mmap () ed

OTOH, если вам нужно найти, есть ли дубликаты файлов в наборе из N файлов, то, несомненно, самый быстрый способ - использовать хэш, чтобы избежать N-байтовых сравнений.

Answer 2

Вот некоторые служебные функции, которые позволяют определить, содержат ли два файла (или два потока) идентичные данные.

Я предоставил «быструю» версию, которая является многопоточной, поскольку она сравнивает байтовые массивы (каждый буфер заполняется из того, что было прочитано в каждом файле) в разных потоках, используя Задачи.

Как и ожидалось, он намного быстрее (примерно в 3 раза быстрее), но потребляет больше ЦП (потому что он многопоточный) и больше памяти (потому что для каждого потока сравнения требуется два буфера массива байтов).

    public static bool AreFilesIdenticalFast(string path1, string path2)
    {
        return AreFilesIdentical(path1, path2, AreStreamsIdenticalFast);
    }

    public static bool AreFilesIdentical(string path1, string path2)
    {
        return AreFilesIdentical(path1, path2, AreStreamsIdentical);
    }

    public static bool AreFilesIdentical(string path1, string path2, Func<Stream, Stream, bool> areStreamsIdentical)
    {
        if (path1 == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(path1));

        if (path2 == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(path2));

        if (areStreamsIdentical == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(path2));

        if (!File.Exists(path1) || !File.Exists(path2))
            return false;

        using (var thisFile = new FileStream(path1, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.ReadWrite))
        {
            using (var valueFile = new FileStream(path2, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.ReadWrite))
            {
                if (valueFile.Length != thisFile.Length)
                    return false;

                if (!areStreamsIdentical(thisFile, valueFile))
                    return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public static bool AreStreamsIdenticalFast(Stream stream1, Stream stream2)
    {
        if (stream1 == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(stream1));

        if (stream2 == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(stream2));

        const int bufsize = 80000; // 80000 is below LOH (85000)

        var tasks = new List<Task<bool>>();
        do
        {
            // consumes more memory (two buffers for each tasks)
            var buffer1 = new byte[bufsize];
            var buffer2 = new byte[bufsize];

            int read1 = stream1.Read(buffer1, 0, buffer1.Length);
            if (read1 == 0)
            {
                int read3 = stream2.Read(buffer2, 0, 1);
                if (read3 != 0) // not eof
                    return false;

                break;
            }

            // both stream read could return different counts
            int read2 = 0;
            do
            {
                int read3 = stream2.Read(buffer2, read2, read1 - read2);
                if (read3 == 0)
                    return false;

                read2 += read3;
            }
            while (read2 < read1);

            // consumes more cpu
            var task = Task.Run(() =>
            {
                return IsSame(buffer1, buffer2);
            });
            tasks.Add(task);
        }
        while (true);

        Task.WaitAll(tasks.ToArray());
        return !tasks.Any(t => !t.Result);
    }

    public static bool AreStreamsIdentical(Stream stream1, Stream stream2)
    {
        if (stream1 == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(stream1));

        if (stream2 == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(stream2));

        const int bufsize = 80000; // 80000 is below LOH (85000)
        var buffer1 = new byte[bufsize];
        var buffer2 = new byte[bufsize];

        var tasks = new List<Task<bool>>();
        do
        {
            int read1 = stream1.Read(buffer1, 0, buffer1.Length);
            if (read1 == 0)
                return stream2.Read(buffer2, 0, 1) == 0; // check not eof

            // both stream read could return different counts
            int read2 = 0;
            do
            {
                int read3 = stream2.Read(buffer2, read2, read1 - read2);
                if (read3 == 0)
                    return false;

                read2 += read3;
            }
            while (read2 < read1);

            if (!IsSame(buffer1, buffer2))
                return false;
        }
        while (true);
    }

    public static bool IsSame(byte[] bytes1, byte[] bytes2)
    {
        if (bytes1 == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(bytes1));

        if (bytes2 == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(bytes2));

        if (bytes1.Length != bytes2.Length)
            return false;

        for (int i = 0; i < bytes1.Length; i++)
        {
            if (bytes1[i] != bytes2[i])
                return false;
        }
        return true;
    }

Answer 3

Что-то (надеюсь) достаточно эффективно:

public class FileCompare
{
    public static bool FilesEqual(string fileName1, string fileName2)
    {
        return FilesEqual(new FileInfo(fileName1), new FileInfo(fileName2));
    }

    /// <summary>
    /// 
    /// </summary>
    /// <param name="file1"></param>
    /// <param name="file2"></param>
    /// <param name="bufferSize">8kb seemed like a good default</param>
    /// <returns></returns>
    public static bool FilesEqual(FileInfo file1, FileInfo file2, int bufferSize = 8192)
    {
        if (!file1.Exists || !file2.Exists || file1.Length != file2.Length) return false;

        var buffer1 = new byte[bufferSize];
        var buffer2 = new byte[bufferSize];

        using (var stream1 = file1.Open(FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read))
        {
            using (var stream2 = file2.Open(FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read))
            {

                while (true)
                {
                    var bytesRead1 = stream1.Read(buffer1, 0, bufferSize);
                    var bytesRead2 = stream2.Read(buffer2, 0, bufferSize);

                    if (bytesRead1 != bytesRead2) return false;
                    if (bytesRead1 == 0) return true;
                    if (!ArraysEqual(buffer1, buffer2, bytesRead1)) return false;
                }
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// 
    /// </summary>
    /// <param name="array1"></param>
    /// <param name="array2"></param>
    /// <param name="bytesToCompare"> 0 means compare entire arrays</param>
    /// <returns></returns>
    public static bool ArraysEqual(byte[] array1, byte[] array2, int bytesToCompare = 0)
    {
        if (array1.Length != array2.Length) return false;

        var length = (bytesToCompare == 0) ? array1.Length : bytesToCompare;
        var tailIdx = length - length % sizeof(Int64);

        //check in 8 byte chunks
        for (var i = 0; i < tailIdx; i += sizeof(Int64))
        {
            if (BitConverter.ToInt64(array1, i) != BitConverter.ToInt64(array2, i)) return false;
        }

        //check the remainder of the array, always shorter than 8 bytes
        for (var i = tailIdx; i < length; i++)
        {
            if (array1[i] != array2[i]) return false;
        }

        return true;
    }
}

Answer 4

Если файлы не слишком большие, вы можете использовать:

public static byte[] ComputeFileHash(string fileName)
{
    using (var stream = File.OpenRead(fileName))
        return System.Security.Cryptography.MD5.Create().ComputeHash(stream);
}

Сравнивать хэши можно будет только в том случае, если они полезны для хранения.

(отредактировал код до чего-то более чистого.)

Answer 5

Еще одним улучшением для больших файлов одинаковой длины может быть не последовательное чтение файлов, а сравнение более или менее случайных блоков.

Вы можете использовать несколько потоков, начиная с разных позиций в файле и сравнивая их вперед или назад.

Таким образом, вы можете обнаружить изменения в середине / конце файла, быстрее, чем при последовательном подходе.

Answer 6

Еще один ответ, полученный от @chsh. MD5 с использованием и сочетаниями клавиш для одного и того же файла, файл не существует и отличается длиной:

/// <summary>
/// Performs an md5 on the content of both files and returns true if
/// they match
/// </summary>
/// <param name="file1">first file</param>
/// <param name="file2">second file</param>
/// <returns>true if the contents of the two files is the same, false otherwise</returns>
public static bool IsSameContent(string file1, string file2)
{
    if (file1 == file2)
        return true;

    FileInfo file1Info = new FileInfo(file1);
    FileInfo file2Info = new FileInfo(file2);

    if (!file1Info.Exists && !file2Info.Exists)
       return true;
    if (!file1Info.Exists && file2Info.Exists)
        return false;
    if (file1Info.Exists && !file2Info.Exists)
        return false;
    if (file1Info.Length != file2Info.Length)
        return false;

    using (FileStream file1Stream = file1Info.OpenRead())
    using (FileStream file2Stream = file2Info.OpenRead())
    { 
        byte[] firstHash = MD5.Create().ComputeHash(file1Stream);
        byte[] secondHash = MD5.Create().ComputeHash(file2Stream);
        for (int i = 0; i < firstHash.Length; i++)
        {
            if (i>=secondHash.Length||firstHash[i] != secondHash[i])
                return false;
        }
        return true;
    }
}

Answer 7

Это, как я нашел, хорошо работает, сначала сравнивая длину без чтения данных, а затем сравнивая прочитанную последовательность байтов

private static bool IsFileIdentical(string a, string b)
{            
   if (new FileInfo(a).Length != new FileInfo(b).Length) return false;
   return (File.ReadAllBytes(a).SequenceEqual(File.ReadAllBytes(b)));
}

Answer 8

Я думаю, что есть приложения, где "хэш" быстрее, чем сравнение байтов за байтом. Если вам нужно сравнить файл с другими или иметь эскиз фотографии, которая может измениться. Это зависит от того, где и как оно используется.

private bool CompareFilesByte(string file1, string file2)
{
    using (var fs1 = new FileStream(file1, FileMode.Open))
    using (var fs2 = new FileStream(file2, FileMode.Open))
    {
        if (fs1.Length != fs2.Length) return false;
        int b1, b2;
        do
        {
            b1 = fs1.ReadByte();
            b2 = fs2.ReadByte();
            if (b1 != b2 || b1 < 0) return false;
        }
        while (b1 >= 0);
    }
    return true;
}

private string HashFile(string file)
{
    using (var fs = new FileStream(file, FileMode.Open))
    using (var reader = new BinaryReader(fs))
    {
        var hash = new SHA512CryptoServiceProvider();
        hash.ComputeHash(reader.ReadBytes((int)file.Length));
        return Convert.ToBase64String(hash.Hash);
    }
}

private bool CompareFilesWithHash(string file1, string file2)
{
    var str1 = HashFile(file1);
    var str2 = HashFile(file2);
    return str1 == str2;
}

Здесь вы можете получить самый быстрый.

var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
var compare1 = CompareFilesWithHash(receiveLogPath, logPath);
sw.Stop();
Debug.WriteLine(string.Format("Compare using Hash {0}", sw.ElapsedTicks));
sw.Reset();
sw.Start();
var compare2 = CompareFilesByte(receiveLogPath, logPath);
sw.Stop();
Debug.WriteLine(string.Format("Compare byte-byte {0}", sw.ElapsedTicks));

При желании мы можем сохранить хеш в базе данных.

Надеюсь, что это может помочь