Lua中的深拷贝与浅拷贝

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2k 词 
    <p>有关深拷贝、浅拷贝在Lua中的一系列事情。</p>

为什么要写深拷贝：

在《Lua进程设计（第四版）》第五章开头，作者描述了表的性质：

已经描述的很清楚了，对于表的操作，Lua语言不会进行深拷贝（即Lua语言拷贝的是对象的引用而非整个对象本身。）

先看一下Lua的源码：

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Table * (lua_State *L) {
  GCObject *o = luaC_newobj(L, LUA_TTABLE, sizeof(Table));
  Table *t = gco2t(o);
  t->metatable = NULL;
  t->flags = cast_byte(~0);
  t->array = NULL;
  t->sizearray = 0;
  setnodevector(L, t, 0);
  return t;
}

当生成一个Table时，会返回一个Table类型的指针（t），可以看出，如果在Lua中进行表的赋值的话，实际上是将一个表的指针赋给了另一个变量，而这两个量指向的是同一个地址，也就是说，这次赋值并没有创造出一个新的副本出来，而只是给原来的变量起了一个别名。

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table1 = {1,2,3}
table2 = table1
table.insert(table1,4)

for i,v in ipairs(table2) do
    print(v)
end

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如果要复制出一份独立的表，该怎么写呢？

深拷贝与浅拷贝：

深拷贝（DeepCopy）：

拷贝整个对象本身，在上例的Lua代码中，如果table2对table1进行深拷贝，则改变table1不会同时改变table2，即table2是table1完全独立的一份复制。

深拷贝的实现方式：

具体讲解可以参考wiki上的这一篇：CopyTable

一种快速但不怎么好的实现：

这个版本的clone使用到了标准库中的unpack函数，这个函数会返回列表中的元素。

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function  （org）
   return { table.unpack（org）}
end

local abc = {5,12,1}
local def = table.clone（abc）
table.sort（def）
print（abc [2]，def [2]）-  12 5
Shallow Copy：

这个实现很简单，但是有一些缺陷：它只复制了顶层的值，没有对更加深层的元素、元表和特殊类型（如userdata或coroutines）进行处理，它也容易受到__pairs元方法的影响。

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function shallowcopy(orig)
    local orig_type = type(orig)
    local copy
    if orig_type == 'table' then
        copy = {}
        for orig_key, orig_value in pairs(orig) do
            copy[orig_key] = orig_value
        end
    else 
        copy = orig
    end
    return copy
end
Deep Copy：

这个版本的实现可以复制所有层级的元素，是一个简单的递归实现，并且会将原表的元表复制一份到新表的元表中。

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function deepcopy(orig)
    local orig_type = type(orig)
    local copy
    if orig_type == 'table' then
        copy = {}
        for orig_key, orig_value in next, orig, nil do
            copy[deepcopy(orig_key)] = deepcopy(orig_value)
        end
        setmetatable(copy, deepcopy(getmetatable(orig)))
    else 
        copy = orig
    end
    return copy
end

将表的拷贝存储在copies中，由原始的表索引，这是通过创建已复制的表的哈希表并将其作为第二个参数提供给deepcopy函数来完成的。

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function deepcopy(orig, copies)
    copies = copies or {}
    local orig_type = type(orig)
    local copy
    if orig_type == 'table' then
        if copies[orig] then
            copy = copies[orig]
        else
            copy = {}
            for orig_key, orig_value in next, orig, nil do
                copy[deepcopy(orig_key, copies)] = deepcopy(orig_value, copies)
            end
            copies[orig] = copy
            setmetatable(copy, deepcopy(getmetatable(orig), copies))
        end
    else 
        copy = orig
    end
    return copy
end