lua工具库penlight--02表和数组
类Python的List
lua的优美之处在于把数组和关联数组都用table实现了（Python中叫list和dict，C++中叫vector和map）。
一般我们把数字索引的table叫做list。penlight里的List模仿了Python，看起来从Python借鉴是个好主意。
下面是一个List的例子，List实现了__tostirng，因此可以输出自己。
> List = require 'pl.List' --> automatic with require 'pl' <---
> l = List()
> l:append(
10
)
> l:append(
20
)
> = l
{
10,20
}
> l:extend {
30,40
}
{
10,20,30,40
}
> l:insert(
1,5
)
{
5,10,20,30,40
}
> = l:pop()
40
> = l
{
5,10,20,30
}
> = l:index(
30
)
4 > = l:contains(30
)
true > = l:reverse() ---> note: doesn't make a copy! {30,20,10,5}
尽管一些方法，如 sort和reverse，会就地操作改变list，但会返回原始的list。这样做可以链式调用，如
ls = ls:append(10):append(20):reverse():append(1)。但是没有额外的复制开销，因此ls没有改变
等式。不像string，List是可变的，如果想复制一个list，List(ls)就行。如果传入的参数是qit表，List
会设置这个表的元表为List，而不是复制。
Python list的一个特性是slice，如同string.sub。Penlight的List也支持注意索引从1 开始。
> l = List {10,20,30,40
}
> = l:slice(
1,1) ---> note: creates a new list! {10
}
> = l:slice(
2,2
)
{
20
}
> = l:slice(
2,3
)
{
20,30
}
> = l:slice(
2,-2
)
{
20,30
}
> = l:slice_assign(
2,2,{21,22,23
})
{
10,21,22,23,30,40
}
> = l:chop(
1,1
)
{
21,22,23,30,40}
slice_assign和chop会修改list，前者如同Python的 l[i1:i2]=seq，后者如同 del l[i1:i2]。
List对象如果lua 表，而且增加了等于和连接操作符，两个list相等，仅当list里的所有对象相等。
> l1 = List {1,2,3
}
> l2 = List {
1,2,3
}
> = l1 == l2
true
> = l1..l2
{
1,2,3,1,2,3}
List的构造函数可以用函数做参数，此时它假设此函数是个迭代器，并可以重复调用产生序列。
比如io.lines.
-- linecount
require 'pl'
ls = List(io.lines())
print(#ls)
>for ch in List.iterate 'help' do io.write(ch,' ') end
>h e l p
List内部构造函数调用了此函数，所以string可以轻松转为list。
还有些函数超过了Python原有List。如，partition分割list为子list。
> ls = List{1,2,3,4}
> ops =require 'pl.operator'
> ls:partition(function(x) return x > 2 end)
{false={1,2},true={3,4}}
> ls = List{'one',math.sin,List{1},10,20,List{1,2}}
> ls:partition(type)
{function={function: 00369110},string={one},number={10,20},table={{1},{1,2}}}
这个函数返回了table而不是List。注意List里的函数可以使用普通的table，但仅对table的数组部分有些。
栈在计算机中经常使用。List支持类栈的操作，如pop（移除并返回最后一个元素）,push（在末尾添加一个元素），push是append的别名，size即#操作符。队列也被实现了，使用pop出对，put入队。
你可能会继承List，由于list的返回类型会相应变化，如slice会返回子类型，而不是List。例子，如下：
tests/test-list.lua
n1 = NA{10,20,30}
n2 = NA{1,2,3}
ns = n1 +2*n2
asserteq(ns,{12,24,36})
min,max = ns:slice(1,2):minmax()
asserteq(T(min,max),T(12,24))
asserteq(n1:normalize():sum(),1,1e-8)
Map和Set
Map的访问和table类似，如m[‘alice‘]与m.alice等效。另外Map提供了set和get方法，当Map被继承是很有用，还有updat。
> Map = require 'pl.Map'
> m = Map{one=1,two=2}
> m:update {three=3,four=4,two=20}
> = m == M{one=1,two=20,three=3,four=4}
true
方法values返回value序列，keys返回key序列，都是无序的。getvalues，
返回与key关联的value。
> m = Map{one=1,two=2,three=3}
> = m:getvalues {'one','three'}
{1,3}
> = m:getvalues(m:keys()) == m:values()
true
当查询Map的值时，最后用get方法:
> print(m:get 'one', m:get 'two')
1 2
m[key]是模棱两可的，例如一个索引是get，那么m["get"]，总会成功，原因是如果
找不到get，它会在Map的元表里找，而元表里有get方法。还没有解决这个恼人问题
的简单法子。
有一些有用的继承自Map的类，如有序的OrderedMap，当用其迭代器遍历时，会按插入
顺序返回。
Set集合，特殊类型的Map，所有的value都是true，提供了并集(+)，交集(*)操作。
> Set = require 'pl.Set'
> = Set{'one','two'} == Set{'two','one'}
true
> fruit = Set{'apple','banana','orange'}
> = fruit['banana']
true
> = fruit['hazelnut']
nil
> = fruit:values()
{apple,orange,banana}
> colours = Set{'red','orange','green','blue'}
> = fruit,colours
[apple,orange,banana] [blue,green,orange,red]
> = fruit+colours
[blue,green,apple,red,orange,banana]
> = fruit*colours
[orange]
还有Set.difference（差集）和Set.symmetric_difference（先求并集再除去交集）。
> = fruit - colours
[apple,banana]
> = fruit ^ colours
[blue,green,apple,red,banana]
添加元素只需fruit[‘peach’] = true，删除只需fruit[‘apple’] = nil，为了更简单，
Set类没有方法，你可以使用[]操作符，也可以使用Set.intersect，从而避免了Map的问题。
Table的一些有用操作
Lua的table有数组和关联数组两部分，一些操作只对数组有效，另一些则只对关联数组有效。
（实际都是关联数组，只是对数组的实现非常高效）。
List提供了一些高级的更有效的操作，如复制表：
local res = {}
for k,v in pairs(T) do
res[k] = v
end
return res
tablex模块提供了copy，浅复制；还有deepcopy深复制，可以复制元表和嵌套表。还提供了
icopy可以对类list的表有选择的部分复制，同时删除左边的部分。
asserteq(icopy({1,2,3,4,5,6},{20,30}),{20,30}) -- start at 1
asserteq(icopy({1,2,3,4,5,6},{20,30},2),{1,20,30}) -- start at 2
asserteq(icopy({1,2,3,4,5,6},{20,30},2,2),{1,30}) -- start at 2, copy from 2
move会覆盖，而不出是删除。
asserteq(move({1,2,3,4,5,6},{20,30}),{20,30,3,4,5,6})
asserteq(move({1,2,3,4,5,6},{20,30},2),{1,20,30,4,5,6})
asserteq(move({1,2,3,4,5,6},{20,30},2,2),{1,30,3,4,5,6})
(类似C里的strcpy和memmove)
总结一下，用copy和deepcopy复制一个表。复制到类map的表用updae；复制到类list的用icopy，
如果是更新目的表用move。
insertvalues和table.insert类似，它可以插入table里值，removevalues移除某些值。
asserteq(insertvalues({1,2,3,4},2,{20,30}),{1,20,30,2,3,4})
asserteq(insertvalues({1,2},{3,4}),{1,2,3,4})
和
> T = require 'pl.tablex'
> t = {10,20,30,40}
> = T.removevalues(t,2,3)
{10,40}
> = T.insertvalues(t,2,{20,30})
{10,20,30,40}
和deepcopy类似，deepcompare会深入比较两个表，如果它们有相同的值和结够才返回true。
> t1 = {1,{2,3},4}
> t2 = deepcopy(t1)
> = t1 == t2
false
> = deepcompare(t1,t2)
true
find可以查找类list表的值，并返回索引。和string.find类似，你可以指定起点，还有可选的终点参数。
这样可以定义rfind，从末尾查找。
function rfind(t,val,istart)
return tablex.find(t,val,istart,true)
end
find是线性搜索，可能会减慢代码的运行。对很大的表可以用index_map，它会返回一个表，其索引
是原来表的值。
> t = {'one','two','three'}
> = tablex.find(t,'two')
2
> = tablex.find(t,'four')
nil
> il = tablex.index_map(t)
> = il['two']
2
> = il.two
2
另一个版本的index_map是makeset，其值都是true。它很有用，尤其是用deepcompar比较两个set时。
> = deepcompare(makeset {1,2,3},makeset {2,1,3})
true
让我们思考一个关于职工的问题。假设我们有两份职工的文件名：
(last-month.txt)
smith,john
brady,maureen
mongale,thabo
(this-month.txt)
smith,john
smit,johan
brady,maureen
mogale,thabo
van der Merwe,Piet
想找到不同，只需把职工list转为set，如下：
require 'pl'
function read_employees(file)
local ls = List(io.lines(file)) -- a list of employees
return tablex.makeset(ls)
end
last = read_employees 'last-month.txt'
this = read_employees 'this-month.txt'
-- who is in this but not in last?
diff = tablex.difference(this,last)
-- in a set, the keys are the values...
for e in pairs(diff) do print(e) end
-- *output*
-- van der Merwe,Piet
-- smit,johan
difference操作符的实现并不难；
for e in pairs(this) do
if not last[e] then
print(e)
end
end
用difference并不是代码技巧，而是让读你代码的人更易懂（对六个月后的你，也是如此）。
find_if使用函数查找表，可选的第三个参数，将会作为函数的第二个参数传入。pl.operator为
lua提供了操作符的函数包装，这样可以实现一些基本的比较操作。
> ops = require 'pl.operator'
> = tablex.find_if({10,20,30,40},ops.gt,20)
3 true
注意find_if会返回传入函数返回的值。
deepcompare会递归比较，但是默认的compare允许你使用指定的函数比较类list的表。
当类list表包含相同元素时，compare_no_order返回true，不需要特定的比较函数。如
比较set：
> = compare_no_order({1,2,3},{2,1,3})
true
> = compare_no_order({1,2,3},{2,1,3},'==')
true
（注意，上面的“==”字符串，不必用ops.gt,ops.eq,直接用'>'或'=="）
sort和sortv返回待排序表里的迭代器。sort以key的顺序遍历，sortv以value的顺序遍历。
如下面的姓名年龄表：
> t = {john=27,jane=31,mary=24}
> for name,age in tablex.sort(t) do print(name,age) end
jane 31
john 27
mary 24
> for name,age in tablex.sortv(t) do print(name,age) end
mary 24
john 27
jane 31
在PL里有多种合并表的方法。如果是类list的可以用pl.List里的的操作，如concatenation；
如果是类map的用merge。若merge的第三个参数是假，则只会取两个表里相同key的；为真
，则是两个表里所有的key。
> S1 = {john=27,jane=31,mary=24}
> S2 = {jane=31,jones=50}
> = tablex.merge(S1, S2, false)
{jane=31}
> = tablex.merge(S1, S2, true)
{mary=24,jane=31,john=27,jones=50}
当用table时，你发现自己掉入了循环里。循环是程序员的第二天性，但不是最优雅和自我描述
的方式。看一下map函数，它把原始表的每个元素传入到函数，返回一个新表。
> = map(math.sin, {1,2,3,4})
{ 0.84, 0.91, 0.14, -0.76}
> = map(function(x) return x*x end, {1,2,3,4})
{1,4,9,16}
map让你少写循环，代码更整洁。
pairmap将传入的函数作用到key和value上。
> t = {fred=10,bonzo=20,alice=4}
> = pairmap(function(k,v) return v end, t)
{4,10,20}
> = pairmap(function(k,v) return k end, t)
{'alice','fred','bonzo'}
（通常第一个值被作为value，第二个作为key）如果函数返回两个值，则第二个值被作为新的key。
> = pairmap(t,function(k,v) return v+10, k:upper() end)
{BONZO=30,FRED=20,ALICE=14}
map2作用到两个表上：
> map2(ops.add,{1,2},{10,20})
{11,22}
> map2('*',{1,2},{10,20})
{10,40}
以上操作都是产生表，reduce则表里的元素都作用到有两个参数的函数，返回一个标量。
> reduce ('+', {1,2,3})
6
> reduce ('..', {'one','two','three'})
'onetwothree'
最后，zip把不同的表里的元素组成新表。
> = zip({1,2,3},{10,20,30})
{{1,10},{2,20},{3,30}}
查看PL的文档，你会发现tablex和List共享一下函数。如tablex.imap和List.map基本是相同的函数。
这也可以表达为 'f(x) for x' (t)，可以让操作更明确。List是一个对table的轻包装，List接口并不强调
使用Penlight的table。
二维表操作符
二维表很容易在lua表里表示，如{{1,2},{3,4}}，即把行作为子表存储，即A[col][row]。与lua的矩阵库
LuaMatrix类似。pl.array2d并不提供矩阵操作，这是另外库的工作。
iter是ipairs生成器(额外参数指定索引).
> a = {{1,2},{3,4}}
> for i,j,v in array2d.iter(a,true) do print(i,j,v) end
1 1 1
1 2 2
2 1 3
2 2 4
注意你可以用List(tablex.map(List,a))把2d数组转为list中的list。
map也可作用到arra2d上:
> array2d.map('-',a,1)
{{0,1},{2,3}}
2d数组按行存储，但是列可以提取。
> array2d.column(a,1)
{1,3}
还有reduce2函数，或者行，或者列。
> array2d.reduce_rows('+',a)
{3,7}
> array2d.reduce_cols('+',a)
{4,6}
和tablex.reduce('*',array.reduce_rows('+',a))等效。
> array2d.reduce2('*','+',a)
21 `
与tablex.map2对应，array2d提供了array2d.map2.
> b = {{10,20},{30,40}}
> a = {{1,2},{3,4}}
> = array2d.map2('+',2,2,a,b) -- two 2D arrays
{{11,22},{33,44}}
> = array2d.map2('+',1,2,{10,100},a) -- 1D, 2D
{{11,102},{13,104}}
> = array2d.map2('*',2,1,a,{1,-1}) -- 2D, 1D
{{1,-2},{3,-4}}
当然你可以简化算术。有一个2d array 字符串，用合适的方式打印出来。第一步，
给map string.len函数作用到array上；第二步，使用math.max换算列宽；最后，用
stringx.rjust处理这些宽度。
maxlens = reduce_cols(math.max,map('#',lines))
lines = map2(stringx.rjust,2,1,lines,maxlens)
product用来计算1d数组的笛卡尔乘积，返回2d数组。
> array2d.product('{}',{1,2},{'a','b'})
{{{1,'b'},{2,'a'}},{{1,'a'},{2,'b'}}}
PL为2d array提供了一系列操作，如swap_rows、swap_cols，第一个是效率是线性的。
remove_row和remove_col是table.remove的特例。还有extract_rows,extract_cols，可以
提取指定的索引。 extract_cols(A,{2,4})仅保存第2列和第4列。
List.slice用在1d数组上。slice与其相同，只需提供起始（row,column）。
> A = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}
> B = slice(A,1,1,2,2)
> write(B)
1 2
4 5
> B = slice(A,2,2)
> write(B,nil,'%4.1f')
5.0 6.0
8.0 9.0
write用漂亮的来输出数组，第二个参数为空时，使用标准输出(stdout)，也可以使用文件对象，
第三个可选参数用来格式化（用法同string.format）。
parse_range 可以解析电子表格似的范围表示法，如"A1:B2"或“R1C1:R2C2"，返回四个number，
返回值可以作为slice的参数。slice依据范围返回合适的数组，如果范围代表row或column，返回
值是1d，其它则2d。
这对iter一样，也可以选择范围。
> for i,j,v in iter(A,true,2,2) do print(i,j,v) end
2 2 5
2 3 6
3 2 8
3 3 9
new构造一个新的2d数组，可以提供初始化元素，如果参数可调用，加上L前缀，表示utils.string_lambda。
我们可以按照下面的方式，产生一个单位矩阵。
asserteq(
array.new(3,3,L'|i,j| i==j and 1 or 0'),
{{1,0,0},{0,1,0},{0,0,1}}
)
注意大多数array2d函数是协变的，即返回类型和传入类型相同。当reshaped或sliced时，任何用data.new或matrix.new将保留数据或矩阵对象。数据对象含有array2d的函数。
原文：http://stevedonovan.github.io/Penlight/api/topics/02-arrays.md.html
- 上一篇 »Lua中的元表和元方法
- 下一篇 »lua 中pairs 和 ipairs区别