chapter11_2 Lua链表与队列

Posted 2020-08-05 daiker

链表

　　由于table是动态的实体，所以在Lua中实现链表是很方便的。每个节点以一个table来表示，一个“链表”只是节点table中的一个字段。

该字段包含了对其他table的引用。例如，要实现一个基础的列表，其中每个节点具有两个字段：next和value

创建一个链表：

list = nil
list = {next = list,value = v}
--遍历此链表
local l = list
while l do
    <访问 l.value >
    l = l.next
end

也可以参考之前的一篇文章：Chapter7 迭代器 中的 3、无状态的迭代器 里的例子，实现了链表的初始化和遍历。

至于其他类型的列表，例如双向链表或环形表，都可以使用相同的方法实现。

然而，在Lua中很少需要这类的结构，因为通常存在着一些更简单的方式来表示数据。

例如可以通过一个(几乎无限大的)数组来表示一个栈。

队列与双向队列

　　在Lua中实现队列的一种简单方法是使用table库的函数insert和remove。这两个函数可以在一个数组的任意位置插入或删除元素。

并且根据操作要求移动后续元素。对于较大的结构，移动的开销是很大的。

一个高效的实现是使用两个索引，分别用于首尾的两个元素：

function ListNew()
    return {first = 0,last = -1}
end

为了避免污染全局名称空间，将在一个table内部定义所有的队列操作，这个table且称为List，将上例重写：

List = {}
function List.new()
    return {first = 0,last = -1} --这里没有看懂，为什么这样初始化？是为了下面popfirst操作中的first>last 的判断 为false，表示空队列吗？以后再深入了解
end

现在可以在常量时间内完成在两端插入或删除元素了（以下函数有点像操作Lua栈，first索引表示栈底，last表示栈顶，先这样理解吧，以后弄明白了再回来修改）：

function List.pushfirst(list  , value)
    local first = list.first - 1　　　　--从头push后，就要让头往下涨1
    list.first = first                --表示list["first"] = first
    list[first] = value               --表示first这个变量在表中的值，这两者容易搞混
end

function List.pushlast(list, value)
    local last = list.last + 1    --push后，last就要往上增长1
    list.last = last
    list[last] = value
end

function List.popfirst(list)
    local first = list.first
    if first > list.last then error("list is empty") end
    local value = list[first]
    list[first] = nil            --允许垃圾回收
    list.first = first + 1　　　　--弹出后，first就要往上加1
    return value
end

function List.poplast(list)
    local last = list.last
    if list.first > last then error("list is empty") end
    local value = list[last]
    list[last] = nil            --允许垃圾回收
    list.last = last - 1　　　　 --弹出后，,last就要往下减1
    return value
end

如果希望该结构能严格地遵循队列的操作规范，那么只调用pushlast和popfirst就可以了。