Lua文字列の個々の文字を反復する方法は？

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Luaに文字列があり、その中の個々の文字を反復処理したい。しかし、私が試したコードは機能せず、公式マニュアルは部分文字列を検索して置き換える方法のみを示しています:(

str = "abcd"
for char in str do -- error
  print( char )
end

for i = 1, str:len() do
  print( str[ i ] ) -- nil
end
lua 
— grigoryvp
ソース

回答:

123

Lua 5.1では、いくつかの方法で文字列の文字を反復できます。

基本的なループは次のようになります。

for i = 1、＃str do
    ローカルc = str：sub（i、i）
    -cで何かをする
終わり

ただし、パターンを使用string.gmatch()して文字のイテレータを取得する方が効率的です。

str：gmatch "のcの場合。" 行う
    -cで何かをする
終わり

またはstring.gsub()、各文字の関数を呼び出すために使用することもできます。

str：gsub（ "。"、function（c）
    -cで何かをする
終わり）

上記のすべてにおいて、stringモジュールがすべての文字列値のメタテーブルとして設定されているため、その関数を:表記法を使用してメンバーとして呼び出すことができるという事実を利用しました。#文字列の長さを取得するために（5.1の新機能、IIRC）も使用しました。

アプリケーションの最良の答えは多くの要因に依存し、パフォーマンスが重要になる場合、ベンチマークはあなたの友人です。

文字を反復処理する必要がある理由を評価し、Luaにバインドされている正規表現モジュールの1つを調べるか、最新のアプローチについては、Luaの解析式グラマーを実装するRobertoのlpegモジュールを調べます。

— RBerteig
ソース
ありがとう。あなたが言及したlpegモジュールについて-トークン化後、トークンの位置を元のテキストに保存しますか？私が実行する必要があるタスクは、luaを介してsciteで特定の単純な言語を構文強調表示することです（コンパイルされたc ++パーサーなし）。また、どのようにlpegをインストールしますか？配布に.cソースがあるようです-luaと一緒にコンパイルする必要がありますか？
— grigoryvp 2009年
lpegをビルドすると、必要なDLLが見つかる場所に保存する必要があるDLL（または.so）が生成されます。（つまり、luaインストールのグローバルpackage.cpathのコンテンツによって識別される場所です。）簡略化された構文を使用する場合は、そのコンパニオンモジュールre.luaもインストールする必要があります。lpeg文法から、さまざまな方法でコールバックを取得し、テキストをキャプチャできます。キャプチャを使用して、後で使用するために一致する場所を単純に保存することは確かに可能です。構文の強調表示が目的である場合、PEGはツールの悪い選択ではありません。
— RBerteig 2009年
3
SciTEの最新リリース（2.22以降）には、LPEGベースのレクサーであるScintilluaが含まれていることは言うまでもありません。つまり、そのまま使用でき、再コンパイルする必要がありません。
— スチュアートP.ベントレー
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手元のタスクによっては、使いやすいかもしれませんstring.byte。また、新しい文字列をハッシュして既知であるかどうかを確認することにより、Luaでかなり高価になる新しい部分文字列の作成を回避できるため、これも最速の方法です。string.byte読みやすさと移植性を維持するために、同じように検索するシンボルのコードを事前に計算できます。

local str = "ab/cd/ef"
local target = string.byte("/")
for idx = 1, #str do
   if str:byte(idx) == target then
      print("Target found at:", idx)
   end
end
— オレグV.ボルコフ
ソース
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提供された回答には、すでに多くの優れたアプローチがあります（ここ、ここ、およびここ）。速度が主に求めているものである場合は、LuaのC APIを介してジョブを実行することを検討する必要があります。これは、Lua Luaコードより何倍も高速です。プリロードされたチャンクを使用する場合（例：ロード機能））を操作する場合、その違いはそれほど大きくありませんが、それでもかなりの違いがあります。

純粋な Luaソリューションこの小さなベンチマークを共有させてください。この日付に対するすべての提供された回答をカバーし、いくつかの最適化を追加します。それでも、考慮すべき基本的なことは次のとおりです。

文字列内の文字を何回繰り返す必要がありますか？

  • 答えが「1回」の場合は、基準点の最初の部分（「生の速度」）を調べる必要があります。
  • それ以外の場合、2番目の部分は文字列をテーブルに解析するため、より正確に推定できます。@Jarrizが提案するように、このための簡単な関数を書くことも検討する必要があります。

ここに完全なコードがあります：

-- Setup locals
local str = "Hello World!"
local attempts = 5000000
local reuses = 10 -- For the second part of benchmark: Table values are reused 10 times. Change this according to your needs.
local x, c, elapsed, tbl
-- "Localize" funcs to minimize lookup overhead
local stringbyte, stringchar, stringsub, stringgsub, stringgmatch = string.byte, string.char, string.sub, string.gsub, string.gmatch

print("-----------------------")
print("Raw speed:")
print("-----------------------")

-- Version 1 - string.sub in loop
x = os.clock()
for j = 1, attempts do
    for i = 1, #str do
        c = stringsub(str, i)
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V1: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- Version 2 - string.gmatch loop
x = os.clock()
for j = 1, attempts do
    for c in stringgmatch(str, ".") do end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V2: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- Version 3 - string.gsub callback
x = os.clock()
for j = 1, attempts do
    stringgsub(str, ".", function(c) end)
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V3: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- For version 4
local str2table = function(str)
    local ret = {}
    for i = 1, #str do
        ret[i] = stringsub(str, i) -- Note: This is a lot faster than using table.insert
    end
    return ret
end

-- Version 4 - function str2table
x = os.clock()
for j = 1, attempts do
    tbl = str2table(str)
    for i = 1, #tbl do -- Note: This type of loop is a lot faster than "pairs" loop.
        c = tbl[i]
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V4: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- Version 5 - string.byte
x = os.clock()
for j = 1, attempts do
    tbl = {stringbyte(str, 1, #str)} -- Note: This is about 15% faster than calling string.byte for every character.
    for i = 1, #tbl do
        c = tbl[i] -- Note: produces char codes instead of chars.
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V5: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- Version 5b - string.byte + conversion back to chars
x = os.clock()
for j = 1, attempts do
    tbl = {stringbyte(str, 1, #str)} -- Note: This is about 15% faster than calling string.byte for every character.
    for i = 1, #tbl do
        c = stringchar(tbl[i])
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V5b: elapsed time: %.3f", elapsed))

print("-----------------------")
print("Creating cache table ("..reuses.." reuses):")
print("-----------------------")

-- Version 1 - string.sub in loop
x = os.clock()
for k = 1, attempts do
    tbl = {}
    for i = 1, #str do
        tbl[i] = stringsub(str, i) -- Note: This is a lot faster than using table.insert
    end
    for j = 1, reuses do
        for i = 1, #tbl do
            c = tbl[i]
        end
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V1: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- Version 2 - string.gmatch loop
x = os.clock()
for k = 1, attempts do
    tbl = {}
    local tblc = 1 -- Note: This is faster than table.insert
    for c in stringgmatch(str, ".") do
        tbl[tblc] = c
        tblc = tblc + 1
    end
    for j = 1, reuses do
        for i = 1, #tbl do
            c = tbl[i]
        end
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V2: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- Version 3 - string.gsub callback
x = os.clock()
for k = 1, attempts do
    tbl = {}
    local tblc = 1 -- Note: This is faster than table.insert
    stringgsub(str, ".", function(c)
        tbl[tblc] = c
        tblc = tblc + 1
    end)
    for j = 1, reuses do
        for i = 1, #tbl do
            c = tbl[i]
        end
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V3: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- Version 4 - str2table func before loop
x = os.clock()
for k = 1, attempts do
    tbl = str2table(str)
    for j = 1, reuses do
        for i = 1, #tbl do -- Note: This type of loop is a lot faster than "pairs" loop.
            c = tbl[i]
        end
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V4: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- Version 5 - string.byte to create table
x = os.clock()
for k = 1, attempts do
    tbl = {stringbyte(str,1,#str)}
    for j = 1, reuses do
        for i = 1, #tbl do
            c = tbl[i]
        end
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V5: elapsed time: %.3f", elapsed))

-- Version 5b - string.byte to create table + string.char loop to convert bytes to chars
x = os.clock()
for k = 1, attempts do
    tbl = {stringbyte(str, 1, #str)}
    for i = 1, #tbl do
        tbl[i] = stringchar(tbl[i])
    end
    for j = 1, reuses do
        for i = 1, #tbl do
            c = tbl[i]
        end
    end
end
elapsed = os.clock() - x
print(string.format("V5b: elapsed time: %.3f", elapsed))

出力例（Lua 5.3.4、Windows）：

-----------------------
Raw speed:
-----------------------
V1: elapsed time: 3.713
V2: elapsed time: 5.089
V3: elapsed time: 5.222
V4: elapsed time: 4.066
V5: elapsed time: 2.627
V5b: elapsed time: 3.627
-----------------------
Creating cache table (10 reuses):
-----------------------
V1: elapsed time: 20.381
V2: elapsed time: 23.913
V3: elapsed time: 25.221
V4: elapsed time: 20.551
V5: elapsed time: 13.473
V5b: elapsed time: 18.046

結果：

私の場合、string.byteとstring.subは生の速度の点で最速でした。キャッシュテーブルを使用してループごとに10回再利用する場合、string.byteバージョンは文字コードを文字に戻すときにも最速でした（これは必ずしも必要ではなく、使用方法によって異なります）。

おそらくお気づきでしょうが、私は以前のベンチマークに基づいていくつかの仮定を行い、それらをコードに適用しました。

  1. ライブラリ関数は、ループ内で使用する場合は、はるかに高速であるため、常にローカライズする必要があります。
  2. 新しい要素をluaテーブルに挿入することは、を使用するtbl[idx] = valueよりもはるかに高速ですtable.insert(tbl, value)。
  3. を使用したテーブルのループfor i = 1, #tblは、よりも少し高速ですfor k, v in pairs(tbl)。
  4. 呼び出し自体が実行時間に少し追加するため、常に関数呼び出しの少ないバージョンを優先します。

それが役に立てば幸い。

— エレクトリックス
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すべての人が最適ではない方法を提案します

最高になります：

    function chars(str)
        strc = {}
        for i = 1, #str do
            table.insert(strc, string.sub(str, i, i))
        end
        return strc
    end

    str = "Hello world!"
    char = chars(str)
    print("Char 2: "..char[2]) -- prints the char 'e'
    print("-------------------\n")
    for i = 1, #str do -- testing printing all the chars
        if (char[i] == " ") then
            print("Char "..i..": [[space]]")
        else
            print("Char "..i..": "..char[i])
        end
    end
— ヤリズ
ソース
どのタスクに「最適でない」ですか？どのタスクに「最適」ですか？
— Oleg V.Volkov 2017
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