Lua数据结构

Lua中的table不是一种简单的数据结构，它可以作为其它数据结构的基础。如数组array、记录record、线性表list、队列queue和集合set等，在Lua中都可以通过table来表示。

数组

在lua中通过整数下标访问表中的元素即可简单的实现数组。并且数组不必事先指定大小，大小可以随需要动态的增长。

a = {}for i = 1,100 do    a[i] = 0endprint("The length of array 'a' is " .. #a)squares = {1, 4, 9, 16, 25}print("The length of array 'a' is " .. #squares)

在Lua中习惯上数组的下表从1开始，Lua的标准库与此习惯保持一致，因此如果你的数组下标也是从1开始你就可以直接使用标准库的函数，否则就无法直接使用。

链表

Lua中用tables很容易实现链表，每一个节点是一个table，指针是这个表的一个域(field)，并且指向另一个节点(table)。例如，要实现一个只有两个域：值和指针的基本链表，代码如：根节点：list = nil;在链表开头插入一个值为v的节点：list = {next = list, value = v}

local list = nilfor i = 1, 10 do    list = { next = list ,value = i}endlocal l = listwhile l do     print(l.value)    l = l.nextend

其他类型的链表，像双向链表和循环链表类似的也是很容易实现的。然后在Lua中在很少情况下才需要这些数据结构，因为通常情况下有更简单的方式来替换链表。比如，我们可以用一个非常大的数组来表示栈，其中一个域n指向栈顶。

队列与双向队列

虽然可以使用Lua的table库提供的insert和remove操作来实现队列，但这种方式实现的队列针对大数据量时效率太低，有效的方式是使用两个索引下标，一个表示第一个元素，另一个表示最后一个元素。

下面，我们可以在常量时间内，完成在队列的两端进行插入和删除操作了。

local List = {}function List.new ()    return {first = 0, last = -1}endfunction List.pushleft (list, value)    local first = list.first - 1    list.first = first    list[first] = valueendfunction List.pushright (list, value)    local last = list.last + 1    list.last = last    list[last] = valueendfunction List.popleft (list)    local first = list.first    if first > list.last then error("list is empty") end    local value = list[first]    list[first] = nil    -- to allow garbage collection    list.first = first + 1    return valueendfunction List.popright (list)    local last = list.last    if list.first > last then error("list is empty") end    local value = list[last]    list[last] = nil     -- to allow garbage collection    list.last = last - 1    return valueend

对严格意义上的队列来讲，我们只能调用pushright和popleft，这样以来，first和last的索引值都随之增加，幸运的是我们使用的是Lua的table实现的，你可以访问数组的元素，通过使用下标从1到20，也可以16,777,216 到 16,777,236。

集合

假定你想列出在一段源代码中出现的所有标示符，某种程度上，你需要过滤掉那些语言本身的保留字。一些C程序员喜欢用一个字符串数组来表示，将所有的保留字放在数组中，对每一个标示符到这个数组中查找看是否为保留字，有时候为了提高查询效率，对数组存储的时候使用二分查找或者hash算法。
Lua中表示这个集合有一个简单有效的方法，将所有集合中的元素作为下标存放在一个table里，下面不需要查找table，只需要测试看对于给定的元素，表的对应下标的元素值是否为nil。比如：

reserved = {["while"] = true,    ["end"] = true,["function"] = true, ["local"] = true,}for w in allwords() do    if reserved[w] then    -- `w' is a reserved word    endend--还可以使用辅助函数更加清晰的构造集合：function Set (list)    local set = {}    for _, l in ipairs(list) do set[l] = true end    return setendreserved = Set{"while", "end", "function", "local", }

说明：集合的元素是table的键，而不是值。原始集合是：{"while", "end", "function", "local", }

在Lua中我们可以将包(Bag)看成MultiSet，与普通集合不同的是该容器中允许key相同的元素在容器中多次出现。下面的代码通过为table中的元素添加计数器的方式来模拟实现该数据结构，如：

function insert(bag, element)    bag[element] = (bag[element] or 0) + 1endfunction remove(bag, element)    local count = bag[element]    bag[element] = (count and count > 1) and count - 1 or nilend

字符串缓冲

如果想在Lua中将多个字符串连接成为一个大字符串的话，可以通过如下方式实现，如：

local buff = ""for line in io.lines() do    buff = buff .. line .. "\n"end

上面的代码确实可以正常的完成工作，然而当行数较多时，这种方法将会导致大量的内存重新分配和内存间的数据拷贝，由此而带来的性能开销也是相当可观的。事实上，在很多编程语言中String都是不可变对象，如Java，因此如果通过该方式多次连接较大字符串时，均会导致同样的性能问题。为了解决该问题，Java中提供了StringBuilder类，而Lua中则可以利用table的concat方法来解决这一问题，见如下代码：

local t = {}for line in io.lines() do    t[#t + 1] = line .. "\n"endlocal s = table.concat(t)--concat方法可以接受两个参数，因此上面的方式还可以改为：local t = {}for line in io.lines() do    t[#t + 1] = lineendlocal s = table.concat(t,"\n")