lua - Lua：如何在键是表（或对象）的表中查找

Question

我想存储一个 lua 表，其中键是其他 lua 表。我知道这是可能的，但我希望能够使用这些表的副本在表中进行查找。具体来说，我希望能够做到：

t = {}
key = { a = "a" }
t[key] = 4
key2 = { a = "a" }

然后我希望能够查找：

t[key2]

并得到 4。

我知道我可以key变成一个字符串并将其放入 table t。我还考虑过编写自定义哈希函数或通过嵌套表来实现。我有没有获得这种功能的最佳方法？我还有什么其他选择？

Answer 1

在 Lua 中，单独创建的两个表被认为是“不同的”。但是如果你创建了一次表，你可以将它分配给你想要的任何变量，当你比较它们时，Lua 会告诉你它们是相等的。换句话说：

t = {}
key = { a = "a" }
t[key] = 4
key2 = key
...
t[key2] -- returns 4

所以，这就是做你想做的事情的简单、干净的方式。存放在某个地方，这样您就可以使用它key来检索背面。4这也非常快。

如果你真的不想那样做……好吧，有办法。但它有点低效和丑陋。

第一部分是制作一个比较两个单独表格的函数。如果两个表“等效”，它应该返回 true，否则返回 false。我们称它为等价物。它应该像这样工作：

equivalent({a=1},{a=1})          -- true
equivalent({a=1,b=2}, {a=1})     -- false
equivalent({a={b=1}}, {a={b=2}}) -- false

该函数必须是递归的，以处理包含表本身的表。如果其中一个表“包含”另一个表，但具有更多元素，也不能被愚弄。我提出了这个实现；可能还有更好的。

local function equivalent(a,b)
  if type(a) ~= 'table' then return a == b end

  local counta, countb = 0, 0

  for k,va in pairs(a) do
    if not equivalent(va, b[k]) then return false end
    counta = counta + 1
  end

  for _,_ in pairs(b) do countb = countb + 1 end

  return counta == countb
end

我不打算在这里解释这个功能。我希望它的作用足够清楚。

谜题的另一部分在于在比较键时t使用该功能。equivalent这可以通过仔细的元表操作和额外的“存储”表来完成。

我们基本上t变成了一个冒名顶替者。当我们的代码告诉它在一个键下存储一个值时，它不会自己保存它；相反，它将它提供给额外的表（我们称之为store）。当代码请求t一个值时，它会在 中搜索它store，但使用equivalent函数来获取它。

这是代码：

local function equivalent(a,b)
... -- same code as before
end

local store = {} -- this is the table that stores the values

t = setmetatable({}, {
  __newindex = store,
  __index = function(tbl, key)
    for k,v in pairs(store) do
      if equivalent(k,key) then return v end
    end
  end
})

使用示例：

t[{a = 1}] = 4

print(t[{a = 1}]) -- 4
print(t[{a = 1, b = 2}]) -- nil

Answer 2

kikito 的回答很好，但有一些缺陷：

• 如果执行t[{a=1}] = true两次，store将包含两个表（在哈希表的生命周期内泄漏内存）
• 一旦你已经存储了值就修改它是行不通的，你也不能删除它。尝试更改它将导致检索可能返回您过去分配给该键的任何值。
• 访问性能是 O(n)（n 是存储条目的数量，假设从表中检索 lua 的值是 O(1)）；结合第一点，这个哈希表的性能会随着使用而下降

（另请注意，如果任何表具有循环引用，kikito 的“等效”函数将导致无限循环。）

如果您从不需要更改/删除表格中的任何信息，那么 kikito 的回答就足够了。否则，必须更改元表，以便 __newindex 确保该表不存在：

t = setmetatable({}, {
    __newindex = function(tbl, key, value)
        for k,v in pairs(store) do
            if equivalent(k,key) then
                tbl[k] = value
                return
            end
        end
        store[key] = value
    end,
    __index = function(tbl, key)
        for k,v in pairs(store) do
            if equivalent(k, key) then return v end
        end
    end
})

正如您所建议的，一个完全不同的选择是编写自定义散列函数。这是一个可以利用它的 HashTable：

local function HashTable(Hash, Equals)
    --Hash is an optional function that takes in any key and returns a key that lua can use (string or number). If you return false/nil, it will be assumed that you don't know how to hash that value.
    --    If Hash is not provided, table-keys should have a GetHash function or a .Hash field
    --Equals is an optional function that takes two keys and specify whether they are equal or not. This will be used when the same hash is returned from two keys.
    --    If Equals is not provided, items should have a Equals function; items are in this case assumed to not be equal if they are different types.
    local items = {} --Dict<hash, Dict<key, value>>
    local function GetHash(item)
        return Hash and Hash(item) or type(item) == "table" and (item.GetHash and item:GetHash() or item.Hash) or item
    end
    local function GetEquals(item1, item2)
        if Equals then return Equals(item1, item2) end
        local t1, t2 = type(item1), type(item2)
        if t1 ~= t2 then return false end
        if t1 == "table" and item1.Equals then
            return item1:Equals(item2)
        elseif t2 == "table" and item2.Equals then
            return item2:Equals(item1)
        end
        return false
    end
    return setmetatable({}, {
        __newindex = function(_, key, value)
            local hash = GetHash(key)
            local dict = items[hash]
            if not dict then
                if value ~= nil then --Only generate a table if it will be non-empty after assignment
                    items[hash] = {[key] = value}
                end
                return
            end
            for k, v in pairs(dict) do
                if GetEquals(key, k) then --Found the entry; update it
                    dict[k] = value
                    if value == nil then --check to see if dict is empty
                        if next(dict) == nil then
                            items[hash] = nil
                        end
                    end
                    return
                end
            end
            --This is a unique entry
            dict[key] = value
        end,
        __index = function(_, key)
            local hash = GetHash(key)
            local dict = items[hash]
            if not dict then return nil end
            for k, v in pairs(dict) do
                if GetEquals(key, k) then
                    return v
                end
            end
        end
    })
end

使用示例：

local h = HashTable(
    function(t) return t.a or 0 end, --Hash
    function(t1, t2) return t1.a == t2.a end) --Equals
h[{a=1}] = 1
print(h[{a=1}]) -- 1
h[{a=1}] = 2
print(h[{a=1}]) -- 2
print(h[{a=1,b=2}]) -- 2 because Hash/Equals only look at 'a'

自然，您会想要获得更好的 Hash/Equals 函数。

只要你的键的哈希很少发生冲突，这个类的性能应该是 O(1)。

（注意：我会将这个答案的上半部分作为对 kikito 的评论，但我目前没有这样做的声誉。）

Answer 3

这在 Lua 中是不可能的。如果您使用表作为键，则键是表的特定“实例”。即使你用相同的内容制作不同的表，实例也是不同的，因此它是不同的键。

如果你想做这样的事情，你可以创建一种哈希函数，它遍历表作为键（如果需要，甚至可以递归）并构造表内容的字符串表示。它不需要是人类可读的，只要它对于不同的内容是不同的并且对于具有相同内容的表来说是相等的。除了pairs()用于遍历表之外，您还需要将键插入表中并使用 对它们进行排序table.sort()，因为pairs()它们以任意顺序返回，并且您希望“相等”表使用相同的字符串。

一旦构建了这样的字符串，就可以将其用作键：

function hash(t) ... end
t = {}
key1 = { a = "a", b = "b" }
t[hash(key1)] = 4
key2 = { a = "a", b = "b" }
print(t[hash(key2)]) -- should print "4" if the hash function works correctly

在我看来，这对于简单的索引任务来说太复杂了，您可能需要重新考虑使用表副本进行索引的愿望。你为什么想要这样的功能？

更新

如果您只需要使用短语，我认为将它们连接起来比创建这样的通用哈希函数更容易。如果您需要它用于短语序列，您实际上不需要遍历表并对键进行排序，只需从每个短语中收集主要信息。您仍然需要使用辅助函数，它可以为您创建合适的密钥：

function pkey(...)
    local n, args = select('#', ...), { ... }
    for i=1,n do args[i] = args[i].value end -- extract your info here
    return table.concat(args, ' ') -- space or other separator, such as ':'          
end
tab[pkey(phrase1, phrase2, phrase3)] = "value"

Answer 4

我不太了解语言处理以及您希望通过程序达到的目标，但是像这样收集令牌怎么样：使用嵌套表结构，例如索引表仅存储由第一个短语标记索引的表，然后每个子表包含由第二个短语标记索引的值......等等......直到你到达一个短语最终标记，将索引一个与他出现的短语相对应的数值。

如果您有以下两个短语，也许举个例子会更清楚：

• 我喜欢香蕉。
• 我喜欢辣妹。

您的索引将具有以下结构：

index["I"] = {
    ["like"] = {
        ["banana"] = 1,
        ["hot"] = {
            ["chick"] = 1
        }
    }    
}

这样，您可以通过单个遍历步骤计算频率，并在索引的同时计算出现次数，但正如我之前所说，这取决于您的目标是什么，这意味着重新拆分您的短语以便通过您的索引查找事件。

Answer 5

我不确定你能做到这一点。您可以使用元表定义表的相等性，但无法定义散列函数，我怀疑单独定义相等性会满足您的需要。您显然可以定义相等性，然后使用并自己比较键来遍历表pairs()，但这会将应该O(1)查找的内容变成O(n).

Answer 6

kikito 的答案有一个解决方案的开始，但是，正如chess123mate 的答案所指出的，它是只写的（以及其他缺陷）。这个解决方案并不能解决所有问题，但它是一个开始。（它也非常非常慢。）

local function equivalent(stack)
    local a, b = stack.a, stack.b

    if type(a) ~= 'table' then return a == b end
    if a == b then return true end

    local top = stack.next
    while top ~= nil do
        if stack.a == a and stack.b == b then return true end
        top = stack.next
    end

    local counta, countb = 0, 0

    for k,va in pairs(a) do
        if not equivalent({a = va, b = b[k], next = stack}) then return false end
        counta = counta + 1
    end

    for _,_ in pairs(b) do countb = countb + 1 end

    return counta == countb
end

t = setmetatable({}, {
    __newindex = function(tbl, key, value)
        for k, _ in pairs(tbl) do
            if equivalent({a = k, b = key}) then rawset(tbl, k, value); return end
        end
        rawset(tbl, key, value)
    end,
    __index = function(tbl, key)
        for k, v in pairs(tbl) do
            if equivalent({a = k, b = key}) then return v end
        end
    end
})

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