四十、Lua 常用数据结构

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、记录、线性表、队列和集合等，在Lua中都可以通过table来表示。

一、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] = 0
end
print("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。

二、二维数组

Lua中主要有两种表示矩阵的方法，第一种是用数组的数组表示。也就是说一个表的元素是另一个表。

local N = 3
local M = 3
mt = {}
for i = 1,N do
    mt[i] = {}
    for j = 1,M do
        mt[i][j] = i * j
    end
end

mt = {}
for i = 1, N do
    for j = 1, M do
        mt[(i - 1) * M + j] = i * j
    end
end

三、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，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，代码如下：

list = nil
for i = 1, 10 do
    list = { next = list ,value = i}
end

local l = list
while l do 
    --print(l.value)
    l = l.next
end

四、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。

List = {}

--创建
function List.new()
    return {first = 0,last = -1}
end

--队列头插入
function List.pushFront(list,value)
    local first = list.first - 1
    list.first = first
    list[first] = value
end

--队列尾插入
function List.popFront(list)
    local first = list.first
    if first > list.last then
        error("List is empty")
    end

    local value = list[first]
    list[first] = nil
    list.first = first + 1
    return value
end

function List.popBack(list)
    local last = list.last
    if list.first > last then
        error("List is empty")
    end
    local value = list[last]
    list[last] = nil
    list.last = last - 1 
    return value
end

--测试代码
local testList = {first = 0,last = -1}
local tableTest = 12

List.pushFront(testList,tableTest)
print( List.popFront(testList))

五、栈

简单实现堆栈功能，代码如下：

local stackMng = {}
stackMng.__index = stackMng

function stackMng:new()
    local temp = {}
    setmetatable(temp,stackMng)
    return temp
end

function stackMng:init()
    self.stackList = {}
end

function stackMng:reset()
    self:init()
end

function stackMng:clear()
    self.stackList = {}
end

function stackMng:pop()
    if #self.stackList == 0 then
        return
    end
    if self.stackList[1] then
        print(self.stackList[1])
    end

    return table.remove(self.stackList,1)
end

function stackMng:push(t)
    table.insert(self.stackList,t)
end

function stackMng:Count()
    return #self.stackList
end

--测试代码
object = stackMng:new()
object:init()
object:push(1)
object:pop()

六、集合

在Lua中用table实现集合是非常简单的，见如下代码：

reserved = {
["while"] = true, ["end"] = true,
["function"] = true, ["local"] = true,
}

for k,v in pairs(reserved) do
    print(k,"->",v)
end