Lua4.0 字符串相关
这节看一下字符串相关的：
TString 数据结构如下所示，可以看到，TString 不单用于处理字符串，还可用于处理用户自定义数据。
/*
** String headers for string table
*/
/*
** most `malloc' libraries allocate memory in blocks of 8 bytes. TSPACK
** tries to make sizeof(TString) a multiple of this granularity, to reduce
** waste of space.
*/
#define TSPACK((int)sizeof(int))
typedef struct TString {
union {
struct { /* for strings */
unsigned long hash;
int constindex; /* hint to reuse constants */
} s;
struct { /* for userdata */
int tag;
void *value;
} d;
} u;
size_t len;
struct TString *nexthash; /* chain for hash table */
int marked;
char str[TSPACK]; /* variable length string!! must be the last field! */
} TString;
TSPACK 注释里有说明，是为了内存对齐。
TString 有一个联合体，联合体里是两个分别用来表示字符串和用户自定义数据的结构体。
len 字符串的长度。
nexthash 字符串表中指示下一个 TString。
marked 垃圾回收标签。
str 用来保存数据。
TString 所用的这种数据结构，称为柔性数组，即数据结构后面的空间可通过一个指针引用。
在这里可根据实际需要分配足够大的内存空间给 str 数组使用。
看起来像是 str 数组可以动态的分配大小一样。
和字符串相关（也是和自定义数据相关）的文件为 lstring.h, lstring.c 。
#define sizestring(l) ((long)sizeof(TString) + ((long)(l+1)-TSPACK)*(long)sizeof(char))
sizestring 宏为根据字符串的长度获得所需要的 TString 数据结构的内存大小。
下面看一下具体的代码
/*
** type equivalent to TString, but with maximum alignment requirements
*/
union L_UTString {
TString ts;
union L_Umaxalign dummy; /* ensures maximum alignment for `local' udata */
};
保证内存对齐。
看一下初始化与清理。
void luaS_init (lua_State *L) {
L->strt.hash = luaM_newvector(L, 1, TString *);
L->udt.hash = luaM_newvector(L, 1, TString *);
L->nblocks += 2*sizeof(TString *);
L->strt.size = L->udt.size = 1;
L->strt.nuse = L->udt.nuse = 0;
L->strt.hash[0] = L->udt.hash[0] = NULL;
}
初始化状态机 L 的 stringtable 字符串表 strt 和用户自定义数据表 udt。
增加目前 L 的内存使用空间。
设置初始尺寸 size 为 1，已使用空间为 0。
设置 hash 指针为 NULL。
void luaS_freeall (lua_State *L) {
LUA_ASSERT(L->strt.nuse==0, "non-empty string table");
L->nblocks -= (L->strt.size + L->udt.size)*sizeof(TString *);
luaM_free(L, L->strt.hash);
LUA_ASSERT(L->udt.nuse==0, "non-empty udata table");
luaM_free(L, L->udt.hash);
}
释放空间，与 init 相反的操作，释放时表需要为空。
TString 的分配
TString *luaS_new (lua_State *L, const char *str) {
return luaS_newlstr(L, str, strlen(str));
}
传入一个 char* 型字符串，返回一个相应的 TString 型数据结构。
注意第三个参数就是字符串 str 的长度。
TString *luaS_newfixed (lua_State *L, const char *str) {
TString *ts = luaS_new(L, str);
if (ts->marked == 0) ts->marked = FIXMARK; /* avoid GC */
return ts;
}
调用 luaS_new ，将返回的 TString marked 设为 FIXMARK 以避免垃圾回收。
和 FIXMARK 相对应的另一个宏是 RESERVEDMARK，用于保留字。
/* ** any TString with mark>=FIXMARK is never collected. ** Marks>=RESERVEDMARK are used to identify reserved words. */ #define FIXMARK 2 #define RESERVEDMARK3
我们可以看到在词法分析一开 luaX_int 中，
void luaX_init (lua_State *L) {
int i;
for (i=0; i<NUM_RESERVED; i++) {
TString *ts = luaS_new(L, token2string[i]);
ts->marked = (unsigned char)(RESERVEDMARK+i); /* reserved word */
}
}
程序调用 luaS_new ，将返回的 TString marked 设置为 RESERVEDMARK 加上保留字序号。
在使用时，可根据这个 marked 得到相应的保留字。
luaS_new 通过调用 luaS_newlstr 来做具体的工作：
TString *luaS_newlstr (lua_State *L, const char *str, size_t l) {
unsigned long h = hash_s(str, l);
int h1 = h & (L->strt.size-1);
TString *ts;
for (ts = L->strt.hash[h1]; ts; ts = ts->nexthash) {
if (ts->len == l && (memcmp(str, ts->str, l) == 0))
return ts;
}
/* not found */
ts = (TString *)luaM_malloc(L, sizestring(l));
ts->marked = 0;
ts->nexthash = NULL;
ts->len = l;
ts->u.s.hash = h;
ts->u.s.constindex = 0;
memcpy(ts->str, str, l);
ts->str[l] = 0; /* ending 0 */
L->nblocks += sizestring(l);
newentry(L, &L->strt, ts, h1); /* insert it on table */
return ts;
}
程序一上来先计算 str 的哈希值。计算哈希值的算法为
static unsigned long hash_s (const char *s, size_t l) {
unsigned long h = l; /* seed */
size_t step = (l>>5)|1; /* if string is too long, don't hash all its chars */
for (; l>=step; l-=step)
h = h ^ ((h<<5)+(h>>2)+(unsigned char)*(s++));
return h;
}
根据算得的哈希值得到在字符串哈希表中的位置。L->strt.size 是一直是 2 的整数次幂。
int h1 = h & (L->strt.size-1); 这一句把哈希值映射到正确的下标。
for 循环在哈希表里查找指定的字符串，如果找到，则返回。
否则，添加。
设置 TString 的参数，通过 newentry 添加到哈希表中。
static void newentry (lua_State *L, stringtable *tb, TString *ts, int h) {
ts->nexthash = tb->hash[h]; /* chain new entry */
tb->hash[h] = ts;
tb->nuse++;
if (tb->nuse > (lint32)tb->size && tb->size < MAX_INT/2) /* too crowded? */
luaS_resize(L, tb, tb->size*2);
}
添加哈希表后，查看下哈希表是否已经使用过半。如果使用过半，需要扩容。
扩容把当前的 size 扩大一倍。这保证了哈希表的尺寸一直是 2 的整数次幂。
void luaS_resize (lua_State *L, stringtable *tb, int newsize) {
TString **newhash = luaM_newvector(L, newsize, TString *);
int i;
for (i=0; i<newsize; i++) newhash[i] = NULL;
/* rehash */
for (i=0; i<tb->size; i++) {
TString *p = tb->hash[i];
while (p) { /* for each node in the list */
TString *next = p->nexthash; /* save next */
unsigned long h = (tb == &L->strt) ? p->u.s.hash : IntPoint(p->u.d.value);
int h1 = h&(newsize-1); /* new position */
LUA_ASSERT(h%newsize == (h&(newsize-1)),
"a&(x-1) == a%x, for x power of 2");
p->nexthash = newhash[h1]; /* chain it in new position */
newhash[h1] = p;
p = next;
}
}
luaM_free(L, tb->hash);
L->nblocks += (newsize - tb->size)*sizeof(TString *);
tb->size = newsize;
tb->hash = newhash;
}
先为新的哈希表分配空间，设置初始指针为 NULL。
把老的哈希表里的值设置到新的哈希表。
注意这一句
unsigned long h = (tb == &L->strt) ? p->u.s.hash : IntPoint(p->u.d.value);
因为 UserData 也需要使用 luaS_resize 这个函数，所以这里是为了判断传入的是哪个哈希表。
udata 相关的 luaS_createudata 和 luaS_newudata 与字符串类似，不再说明。
字符串相关的分析到此结束。
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到目前为止的问题：
> 函数原型优化 luaU_optchunk
> 打印函数原型 luaU_printchunk
> dump 函数原型 luaU_dumpchunk
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