Lua中的表讀《Lua設計與實現》筆記

1.lua語言用表來表示一切資料結構。

2.lua表分為陣列和雜湊表部分。

陣列部分索引從1開始。

雜湊表部分可以儲存任何不能儲存在陣列部分的資料，唯一的要求是鍵值不能為nil

（lobject.h）
typedef struct table  node;

value型別定義

typedef struct lua_tvalue  tvalue;

tkey型別定義

typedef union tkey  nk;
tvalue tvk;
} tkey;

由此可知lua表將資料存放在兩種型別的資料結構中，乙個是陣列，乙個是雜湊表。

由於表中包含雜湊表和陣列兩部分資料，所以乙個以整數作為鍵值的資料寫入lua表時，並不確定是寫入陣列還是雜湊表。

偽**如下：

如果輸入的key是乙個整數，並且它的值》0&&<=陣列大小

嘗試在陣列部分查詢

否則嘗試在雜湊表查詢：

計算出該key的雜湊值，根據此雜湊值訪問node陣列得到雜湊桶所在的位置

遍歷該雜湊桶下的所有鍊錶元素，直到找到該key為止

function print_ipairs(t)
for k,v in ipairs(t) do
print(k)
endendlocal t = {}
t[1] = 0
t[100] = 0

只有1作為陣列部分儲存下來了，而100是儲存到雜湊表部分中的。

新增新元素流程比較複雜，涉及到重新分配表中的陣列和雜湊表部分的流程。

雜湊表部分的資料組織是：首先計算資料的key所在的桶陣列位置，這個位置稱為mainposition。相同的mainposition的資料以鍊錶形式組織。

api包括luah_set、luah_setnum、luah_setstr這3個函式，他們的實際行為並不是在其函式內部對key所對應的資料進行新增或者修改，而是返回根據該key查詢到的tvalue指標，由外部的使用者來進行實際的替換操作。當找不到對應的key時，這幾個api最終都會呼叫內部的newkey函式分配乙個新的key來返回。

(ltable.c)
/*** inserts a new key into a hash table; first, check whether key's main
** position is free. if not, check whether colliding node is in its main
** position or not: if it is not, move colliding node to an empty place and
** put new key in its main position; otherwise (colliding node is in its main
** position), new key goes to an empty position.
*/tvalue *luah_newkey (lua_state *l, table *t, const tvalue *key) 
else if (luai_numisnan(fltvalue(key)))
luag_runerror(l, "table index is nan");
}  mp = mainposition(t, key);
if (!ttisnil(gval(mp)) || isdummy(t)) 
lua_assert(!isdummy(t));
othern = mainposition(t, gkey(mp));
if (othern != mp) 
setnilvalue(gval(mp));
}else 
}  setnodekey(l, &mp->i_key, key);
luac_barrierback(l, t, key);
lua_assert(ttisnil(gval(mp)));
return gval(mp);
}

流程如下：

(1)根據可以來查詢其所在雜湊桶的mainposition，如果返回的結果中，該node的值為nil，那麼直接將key賦值並且返回node的tvalue指標就可以了

(2)否則說明該mainposition上已經有其他資料了，需要重新分配空間給這個新的key，然後將這個新的node串聯到對應的雜湊桶上。

可見，整個過程都是在雜湊桶部分進行的，理由是即使key是個數字，也已經在呼叫newkey函式之前進行了查詢，結果卻沒有找到，所以這個key都會進入雜湊同部分來查詢。

以上操作設計重新對錶空間進行分配的情況：

/*
** nums[i] = number of keys 'k' where 2^(i - 1) < k <= 2^i
*/static void rehash (lua_state *l, table *t, const tvalue *ek)

(1)分配乙個點陣圖nums,將其中的所有位置0.這個沃土額意義在於：nums陣列中第i個元素存放的是key在2的(i-1)次冪和2的i次冪之間的元素數量

(2)遍歷lua表中的陣列部分，計算其中的元素數量，更新對應的nums陣列中的元素數量（numusearray函式）

(3)遍歷lua表中的雜湊桶部分，以為其中也可能存放了正整數，需要根據這裡的正整數數量更新對應的nums陣列元素數量（numusehash函式）

(4)此時nums陣列已經有了當前這個table中所有正整數的分配統計，逐個遍歷nums陣列，獲得其範圍區間內所有包含的整數數量大於50%的最大索引，作為重新雜湊後的陣列大小，超過這個範圍的正整數，就分配到雜湊桶部分了（computesizes函式）

(5)根據上面計算得到的調整後的陣列和雜湊桶大小調整表（resize函式）

從以上的過程可以看出，乙個整數key在同乙個表中不同的階段可能被分配到陣列或者雜湊桶部分。

lua的設計思想是，簡單高效，並且還要盡量節省記憶體資源。

效能優化：當有很多很小的表需要建立，可以預先填充避免重新雜湊操作。

由於表的結構包含陣列和雜湊桶部分，其迭代偽**如下：

在陣列部分查詢資料：

查詢成功，則返回該key的下乙個資料

否則在雜湊桶部分查詢資料：

查詢成功，則返回該key的下乙個資料

lua中可以用#對錶進行取長度操作

print(#) -- 輸出2

當表中沒陣列而存在雜湊桶時，也是針對其中鍵值為正整數的部分進行取長度操作。

print(#) -- 輸出2
print(#) -- 輸出4

當表中混合了兩種風格的資料，那麼優先取陣列部分的長度

print(#) -- 輸出3

偽**如下：

如果表存在陣列部分：

在陣列部分二分查詢返回位置i，其中i是滿足條件t[i] ！= nil 且 t[i+1] = nil的最大資料

否則前面的陣列部分查不到滿足條件的資料，進入雜湊部分查詢：

在雜湊桶部分二分查詢返回位置i,其中i是滿足條件t[i] != nil 且 t[i+1] = nil的最大資料

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