Lua设计与实现--字符串篇

Question

如题所述

Answer 1

本文深入探讨 Lua 中字符串的实现与设计，基于《Lua 设计与实现》书中的第三章及 Lua5.3 源码进行总结。考虑到 Lua5.1 的代码与书中可能不完全一致，但整体保持一致。

长串与短串的区分是 Lua 中字符串处理的重要策略。出于性能和内存管理的考量，Lua 将字符串分为短串和长串，采用不同处理方式。短串采用先查询后创建的策略，长串则直接创建。

短串长度最大值由定义确定：长度大于40的字符串被视为长串，反之为短串。

TString 结构是 Lua 中字符串的核心实现，它包含多个字段，确保结构对齐以加速访问紧随其后的字符数组。

UTString 结构为确保内存对齐而存在，Lua 在创建字符串时将实际的字符数组紧挨着 UTString 结构存储。

stringtable 是全局的哈希表，用于实现短串的高效查找和存储，结构简单，仅包含三个字段。

stringtable 通过 luaS_resize 函数进行桶数量的调整，以适应不同大小的字符串集。

luaS_newlstr 函数负责创建指定长度的字符串接口，依据实际字符串长度调用短串或长串处理函数。

internshrstr 函数为短串的 getOrCreate 函数，执行一系列步骤进行字符串的获取或创建。

luaS_reisze 函数实现 stringtable 桶数量的动态调整，仅在特定场景下被调用。

luaS_createlngstrobj 函数用于创建长串，每请求一个新副本，内存允许重复使用。

createstrobj 函数为创建字符串对象的内部函数，涉及多个步骤，包括获取关联字符数组。

在理解了主要数据结构和函数之后，Lua 中字符串的实现策略展现出高效内存管理和性能优化的特点，通过短串与长串的区分，以及相关结构和函数的协同工作，实现了复杂字符串操作的高效执行。