Lua:__ index作为函数vs作为表的性能

在Lua中，__index元方法可以设置为函数或表，两者在性能和应用场景上有显著差异。以下是详细分析：

1. 基础概念

__index作为表：直接查找指定表的键值，若不存在则返回nil。
__index作为表：直接查找指定表的键值，若不存在则返回nil。
__index作为函数：自定义查找逻辑，每次访问不存在的键时触发函数调用。
__index作为函数：自定义查找逻辑，每次访问不存在的键时触发函数调用。

2. 性能对比

| 维度 | __index作为表 | __index作为函数 | |----------------|----------------------------------------|----------------------------------------| | 查找速度 | 更快（直接哈希查找） | 较慢（需调用函数，有调用开销） | | 内存占用 | 需额外存储整个表 | 无额外表存储，仅函数引用 | | 灵活性 | 仅支持静态键值映射 | 支持动态计算或复杂逻辑 | | 缓存友好性 | 易被Lua内部缓存优化 | 函数调用难以缓存 |

3. 应用场景

优先用表：
- 键值对固定且无需动态计算时（如默认配置、类继承）。
- 高频访问性能敏感的场景（如游戏对象属性）。
优先用函数：
- 需动态生成值（如懒加载、计算属性）。
- 需要复杂逻辑（如权限检查、日志记录）。

4. 性能优化建议

缓存函数结果：若函数逻辑昂贵，可在首次调用后缓存结果到表。
缓存函数结果：若函数逻辑昂贵，可在首次调用后缓存结果到表。
混合使用：结合表和函数，静态键用表，动态键用函数。

5. 示例测试

通过基准测试对比两种方式（LuaJIT环境下）：

local function benchmark()
  local mt_table = { __index = { x = 1 } }
  local mt_func = { __index = function() return 1 end }

  local t1 = setmetatable({}, mt_table)
  local t2 = setmetatable({}, mt_func)

  local start = os.clock()
  for i = 1, 1e6 do local _ = t1.x end
  print("Table:", os.clock() - start)

  start = os.clock()
  for i = 1, 1e6 do local _ = t2.x end
  print("Function:", os.clock() - start)
end
benchmark()

典型结果：表查找比函数快约2-5倍。