优化编码技巧

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Lua 5.1 注释

• 局部变量比全局变量更快。参见 OptimisingUsingLocalVariables。

• 从堆中分配内存 - 例如重复创建表或闭包 - 会减慢速度。

• 简短的内联表达式可能比函数调用更快。t[#t+1] = 0 比 table.insert(t, 0) 快。

• 常量折叠：x * (1/3) 与 x * 0.33333333333333333 一样快，并且通常比 x/3 在大多数 CPU 上更快（参见下面的乘法说明）。1 + 2 + x 与 (1+2) + x 相同，应该与 3 + x 或 x + (1 + 2) 一样快，但比 x + 1 + 2 快，后者与 (x + 1) + 2 相同，因为它们不一定等效于前者。请注意，计算机上的数字加法通常在发生溢出时不是结合的，编译器甚至不知道 x 是一个数字还是具有非结合 __add 元方法的其他类型。 - LuaList:2006-03/msg00363.html 。据报道，Roberto 正在认真考虑从 Lua 5.2 中删除常量折叠，因为常量折叠一直是 Lua 中错误的来源（尽管我们中的一些人真的很喜欢常量折叠 - DavidManura）。

• 乘法 x*0.5 比除法 x/2 快。

• x*x 比 x^2 快

• 表达式分解：x*y+x*z+y*z --> x*(y+z) + y*z。Lua 不会为你做这件事，特别是因为它不能假设分配和其他的常见代数性质在数值溢出期间成立。

--DavidManura

请注意，Roberto Ierusalimschy 在优秀的 [Lua 编程宝石] 书籍中撰写的 Lua 性能技巧文章可以在 [网上获取]。

Lua 4 注释

以下信息涉及 Lua 4 的优化，并保留在此处以供历史参考。

编码的一般技巧

• 局部变量速度非常快，因为它们通过索引访问。如果可能，将全局变量设为局部变量（很奇怪，对吧？）。说真的，这非常有效，索引访问总是比哈希查找更快。如果一个变量，比如 `GameState`，需要全局范围以便从 C 访问，创建一个名为 `local GSLocal = GameState` 的辅助变量，并在模块内使用 `GSLocal`。这种技术也可以用于重复调用的函数。（参见 OptimisingUsingLocalVariables）
• for 循环比 while 循环快很多，因为它们有专门的虚拟机指令。
• 在你的 C 回调函数中，使用 `lua_rawcall()` 来调用其他函数。这样可以避免异常（以及其他一些事情）的 `setjmp()` 调用带来的开销。我不建议在回调函数之外使用 `lua_rawcall()`，因为在执行过程中可能会出现错误。如果没有 `setjmp()` 调用，就会调用退出应用程序的错误处理程序。
• 如果可能，在你的 C 函数中，尝试使用 `lua_rawget()` 和 `lua_rawgeti()` 来访问表，因为这样可以避免标签方法检查。对于索引访问，请务必使用 `lua_rawgeti()`。它仍然是哈希查找，但可能是通过索引访问的最快方式。
• 在 C 中，尽可能使用 `lua_ref()`。`lua_ref()` 在速度方面与局部变量类似。
• 请注意，从 C 传递到 Lua 函数（例如 `lua_getglobal()`）的 C 字符串在进入时会转换为 Lua 字符串。如果一个字符串要在游戏的多个帧中重复使用，也要对其进行 `lua_ref()` 操作。

此信息是为 Lua（v4.0 之前的版本）编写的 - Nick Trout

断言

assert(x <= x_max, "exceeded maximum ("..x_max..")")

function fast_assert(condition, ...)
    if not condition then
        if getn(arg) > 0 then
            assert(condition, call(format, arg))
        else
            assert(condition)
        end
    end
end

fast_assert(x <= x_max, "exceeded maximum (%d)", x_max)

这是生成的 VM 代码

assert(x <= x_max, "exceeded maximum ("..x_max..")")
        GETGLOBAL  	0	; assert
        GETGLOBAL  	1	; x
        GETGLOBAL  	2	; x_max
        JMPLE      	1	; to 6
        PUSHNILJMP 	
        PUSHINT    	1
        PUSHSTRING 	3	; "exceeded maximum ("
        GETGLOBAL  	2	; x_max
        PUSHSTRING 	4	; ")"
        CONCAT     	3
        CALL       	0 0
fast_assert(x <= x_max, "exceeded maximum (%d)", x_max)
        GETGLOBAL  	5	; fast_assert
        GETGLOBAL  	1	; x
        GETGLOBAL  	2	; x_max
        JMPLE      	1	; to 17
        PUSHNILJMP 	
        PUSHINT    	1
        PUSHSTRING 	6	; "exceeded maximum (%d)"
        GETGLOBAL  	2	; x_max
        CALL       	0 0

Edit: April 23, 2012 By Sirmabus
The code above will not actually work with 5.1
Also added some enhancements like pointing back to the actual assert line number,
and a fall through in case the assertion msg arguments are wrong (using a "pcall()").

function fast_assert(condition, ...)
   if not condition then
      if next({...}) then
         local s,r = pcall(function (...) return(string.format(...)) end, ...)
         if s then
            error("assertion failed!: " .. r, 2)
         end
      end
      error("assertion failed!", 2)
   end
end

快速无序列表迭代

table = { "harold", "victoria", "margaret", "guthrie" } 

迭代此表的“正确”方法如下

for i=1, getn(table) do
    -- do something with table[i]
end

但是，如果我们不关心元素顺序，上面的迭代速度很慢。第一个问题是它调用了 getn()，假设如上所述“n”字段尚未设置，则 getn() 的顺序为 O(n)。第二个问题是必须执行字节码并执行表查找以访问每个元素（即“table[i]”）。

一种解决方案是使用表迭代器

for x, element in pairs(table) do
    -- do something with element
end

getn() 调用被消除，表查找也被消除。“x”是一个哑变量，因为在这种情况下通常不使用元素索引。

此解决方案有一个注意事项。如果在表上使用库函数 tinsert() 或 tremove()，它们将设置“n”字段，这将出现在我们的迭代中。

另一种方法是使用 LuaPowerPatches 中列出的列表迭代补丁。

表访问

(lhf) 表是 Lua 中的核心数据结构。你不应该担心表的性能。我们付出了很多努力来使表变得更快。例如，有一个专门的 opcode 用于 a.x。请查看 a.x 和 a[x] 之间的区别... 但是，就像你所说，这里的区别本质上是一个额外的 GETGLOBAL。

a,c = {},"x"
        CREATETABLE	0
        PUSHSTRING 	2	; "x"
        SETGLOBAL  	1	; c
        SETGLOBAL  	0	; a
b=a.x
        GETGLOBAL  	0	; a
        GETDOTTED  	2	; x
        SETGLOBAL  	3	; b
b=a["x"]
        GETGLOBAL  	0	; a
        GETDOTTED  	2	; x
        SETGLOBAL  	3	; b
b=a[c]
        GETGLOBAL  	0	; a
        GETGLOBAL  	1	; c
        GETTABLE   	
        SETGLOBAL  	3	; b
        END