200文字をランダムに抽出するスクリプトでshufを使用して代替なしでサンプリングする方法は？

これはawkでソリューションを実装したものです。データは8GBの擬似乱数16進数です（実際に16進変換マニュアルページ約12個、3300回繰り返し）。約1100万行あり、1行あたり平均725バイトです。

これはスケジュールされた実行です。

Paul--) ls -l tdHuge.txt
-rw-r--r-- 1 paul paul 8006529300 Dec 24 22:38 tdHuge.txt
Paul--) ./rndSelect
inFile ./tdHuge.txt; Size 8006529300; Count 10000; Lth 200; maxIter 50; Db 1;
Iteration   1 needs  10000
Iteration   2 needs   2712
Overlap   9561: 7663038508 to 7663038657
Iteration   3 needs    728
Iteration   4 needs    195
Iteration   5 needs     50
Iteration   6 needs     11
Iteration   7 needs      2
Required 7 iterations
Reporting 10000 samples

real    2m3.326s
user    0m3.496s
sys 0m10.340s
Paul--) wc Result.txt
  20000   20000 2068894 Result.txt
Paul--) head -n 8 Result.txt | cut -c 1-40
>1
5706C69636174656420696E666F726D6174696F6
>2
20737472696E672028696E207768696368206361
>3
20646F6573206E6F742067657420612068617264
>4
647320616E642073746F7265732E204966207468
Paul--) tail -n 8 Result.txt | cut -c 1-40
>9997
6F7374207369676E69666963616E7420646F7562
>9998
7472696E676F702D73747261746567793D616C67
>9999
865726520736F6D652066696C6573206D7573742
>10000
5726E65642E205768656E20746865202D66206F7
Paul--) 

ファイルをランダムに調べるため、繰り返しが必要です。プローブが隣接するプローブまたは改行文字と重なる場合、プローブは破棄され、小さなバッチの新しいプローブが作成されます。平均ライン長が725ラインで、サンプル要件が200ラインの場合、ほぼ30％のプローブが許容できないほどラインの端に近いです。実際のデータの平均行長が不明です。行が長いほど成功率が高くなります。

また、ヘッダー行（2020年12月4日の関連質問で説明されているように）がファイルにまだ存在するかどうかはわかりません。ただし、すべてのヘッダー行がサンプル長200未満の場合、ヘッダー行は削除されます（偶然に発生することをお勧めします）。

コードはほとんどGNU / awk（最小bash）であり、いくつかのコメントがあります。オプションでDb = 0を設定して非表示にできる残りのデバッグがたくさんあります。

#! /bin/bash

#.. Select random non-overlapping character groups from a file.

export LC_ALL="C"

#.. These are the optional values that will need to be edited.
#.. Command options could be used to set these from scripts arguments.

inFile="./tdHuge.txt"
outFile="./Result.txt"
Count=10000     #.. Number of samples.
Lth=200         #.. Length of each sample.
maxIter=50      #.. Prevents excessive attempts.

Size="$( stat -c "%s" "${inFile}" )"
Seed="$( date '+%N' )"
Db=1

#.. Extracts random non-overlapping character groups from a file.

Selector () {

    local Awk='
#.. Seed the random number generation, and show the args being used.
BEGIN {
    NIL = ""; NL = "\n"; SQ = "\047";
    srand (Seed % PROCINFO["pid"]);
    if (Db) printf ("inFile %s; Size %d; Count %d; Lth %d; maxIter %s; Db %s;\n",
        inFile, Size, Count, Lth, maxIter, Db);
    fmtCmd = "dd bs=%d count=1 if=%s iflag=skip_bytes skip=%d status=none";
}
#.. Constructs an array of random file offsets, replacing overlaps.
#.. Existing offsets are indexed from 1 to Count, deleting overlaps.
#.. Additions are indexed from -1 down to -N to avoid clashes.

function Offsets (N, Local, Iter, nSeek, Seek, Text, j) {

    while (N > 0 && Iter < maxIter) {
        ++Iter;
        if (Db) printf ("Iteration %3d needs %6d\n", Iter, N);

        for (j = 1; j <= N; ++j) {
            Seek[-j] = int ((Size - Lth) * rand());
            Text[Seek[-j]] = getSample( Seek[-j], Lth);
            if (Db7) printf ("Added %10d: \n", Seek[-j], Text[Seek[-j]]);
        }
        #.. Reindex in numeric order for overlap checking.
        nSeek = asort (Seek);
        if (Db7) for (j in Seek) printf ("%6d: %10d\n", j, Seek[j]);

        #.. Discard offsets that overlap the next selection.
        N = 0; for (j = 1; j < nSeek; ++j) {
            if (Seek[j] + Lth > Seek[j+1]) {
                if (Db) printf ("Overlap %6d: %10d to %10d\n",
                    j, Seek[j], Seek[j+1]);
                ++N; delete Text[Seek[j]]; delete Seek[j];
            } else if (length (Text[Seek[j]]) < Lth) {
                if (Db7) printf ("Short   %6d: %10d\n",
                    j, Seek[j]);
                ++N; delete Text[Seek[j]]; delete Seek[j];
            }
        }
    }
    if (Iter >= maxIter) {
        printf ("Failed with overlaps after %d iterations\n", Iter);
    } else {
        printf ("Required %d iterations\n", Iter);
        Samples( nSeek, Seek, Text);
    }
}
#.. Returns n bytes from the input file from position p.
function getSample (p, n, Local, cmd, tx) {

    cmd = sprintf (fmtCmd, n, SQ inFile SQ, p);
    if (Db7) printf ("cmd :%s:\n", cmd);
    cmd | getline tx; close (cmd);
    return (tx);
}
#.. Send samples to the output file.
function Samples (nSeek, Seek, Text, Local, j) {

    printf ("Reporting %d samples\n", nSeek);
    for (j = 1; j <= nSeek; ++j) {
        printf (">%d\n%s\n", j, Text[Seek[j]]) > outFile;
    }
    close (outFile);
}
END { Offsets( Count); }
'
    echo | awk -v Size="${Size}" -v inFile="${inFile}" \
        -v outFile="${outFile}" -v Count="${Count}" -v Lth="${Lth}" \
        -v maxIter="${maxIter}" \
        -v Db="${Db}" -v Seed="${Seed}" -f <( printf '%s' "${Awk}" )
}

#.. Test.

    time Selector