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	用 Lua 程式設計
	第二部分。表格和物件 第 17 章。弱表格

17 – 弱表格

Lua 具有自動記憶體管理功能。程式只會建立物件（表格、函式等）；沒有用於刪除物件的函式。Lua 會使用垃圾回收自動刪除成為垃圾的物件。這讓您免於承擔記憶體管理的大部分負擔，更重要的是，讓您免於承擔與該活動相關的大部分錯誤，例如懸浮指標和記憶體外洩。

與其他一些收集器不同，Lua 的垃圾收集器不會出現循環問題。使用循環資料結構時，您不需要採取任何特殊動作；它們會像其他資料一樣被收集。儘管如此，有時即使是更智慧的收集器也需要您的協助。沒有垃圾收集器可以讓您忘記所有關於記憶體管理的煩惱。

垃圾收集器只能收集它確定為垃圾的內容；它無法知道您認為是什麼垃圾。一個典型的範例是堆疊，它使用陣列和指標實作到頂端。您知道陣列的有效部分只到頂端，但 Lua 不知道。如果您透過遞減頂端來彈出元素，陣列中留下的物件對 Lua 來說並非垃圾。同樣地，儲存在全域變數中的任何物件對 Lua 來說都不是垃圾，即使您的程式永遠不會再使用它。在這兩種情況下，都由您（即您的程式）將 nil 指定給這些位置，以便它們不會鎖定其他已釋放的物件。

但是，僅清理您的參考並不總是足夠的。有些結構需要您和收集器之間額外的協作。一個典型的範例發生在您想要在程式中保留某種類型所有現存物件（例如檔案）的集合時。這似乎是一項簡單的任務：您所要做的就是將每個新物件插入集合中。但是，一旦物件進入集合，它就永遠不會被收集！即使沒有其他人指向它，集合也會指向它。Lua 無法知道這個參考不應阻止回收物件，除非您告訴 Lua。

弱表格是您用來告訴 Lua 參考不應阻止回收物件的機制。弱參考是垃圾收集器不考慮的物件參考。如果指向物件的所有參考都很弱，則會收集物件並以某種方式刪除這些弱參考。Lua 將弱參考實作為弱表格：弱表格是一個其中所有參考都很弱的表格。這表示，如果物件只保存在弱表格中，Lua 最終會收集物件。

表格具有鍵和值，且兩者都可能包含任何類型的物件。在正常情況下，垃圾回收器不會回收顯示為可存取表格的鍵或值的物件。亦即，鍵和值都是強參照，因為它們會防止回收它們所參照的物件。在弱表格中，鍵和值可能是弱的。這表示有 3 種類型的弱表格：具有弱鍵的表格、具有弱值的表格，以及完全弱的表格（其中鍵和值都是弱的）。不論表格類型為何，當鍵或值被回收時，整個項目會從表格中消失。

表格的弱點由其元表的 __mode 欄位提供。此欄位的數值（如果存在）應為字串：如果字串包含小寫字母 `k´，表格中的鍵就是弱的；如果字串包含小寫字母 `v´，表格中的值就是弱的。以下範例雖然是人為的，但說明了弱表格的基本行為

    a = {}
    b = {}
    setmetatable(a, b)
    b.__mode = "k"         -- now `a' has weak keys
    key = {}               -- creates first key
    a[key] = 1
    key = {}               -- creates second key
    a[key] = 2
    collectgarbage()       -- forces a garbage collection cycle
    for k, v in pairs(a) do print(v) end
      --> 2

請注意，只有物件可以從弱表格中回收。數值和布林值等值無法回收。例如，如果我們在表格 a（來自我們之前的範例）中插入一個數字鍵，它永遠不會被回收器移除。當然，如果對應於數字鍵的值被回收，則整個項目會從弱表格中移除。

字串在此處呈現出細微差異：雖然字串可以回收，但從實作觀點來看，它們不像其他可回收物件。其他物件（例如表格和函式）會明確建立。例如，每當 Lua 評估 {} 時，它會建立一個新表格。每當它評估 function () ... end 時，它會建立一個新函式（實際上是一個閉包）。不過，當 Lua 評估 "a".."b" 時，它會建立一個新字串嗎？如果系統中已經有一個字串 "ab" 呢？Lua 會建立一個新字串嗎？編譯器可以在執行程式之前建立那個字串嗎？這並不重要：這些都是實作細節。因此，從程式設計師的觀點來看，字串是值，而不是物件。因此，就像數字或布林值一樣，字串不會從弱表格中移除（除非其關聯值被回收）。

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