Lua中的函数知识总结

 更新时间:2014年09月29日 09:49:37   作者:果冻想  
这篇文章主要介绍了Lua中的函数知识总结,本文讲解了函数的一些基础知识、多重返回值问题、变长参数、内嵌函数等内容,需要的朋友可以参考下

前言

Lua中的函数和C++中的函数的含义是一致的,Lua中的函数格式如下:

复制代码 代码如下:

function MyFunc(param)
     -- Do something
end

在调用函数时,也需要将对应的参数放在一对圆括号中,即使调用函数时没有参数,也必须写出一对空括号。对于这个规则只有一种特殊的例外情况:一个函数若只有一个参数,并且此参数是一个字符串或table构造式,那么圆括号便可以省略掉。看以下代码:
复制代码 代码如下:

print "Hello World"          --> print("Hello World")等价
print [[a multi-line
          message]]          -->print([[a multi-line
                              -->               message]]) 等价
-- f是一个函数
f{x=10, y=20}               -->f({x=10, y=20}) 等价

上面代码的一些简便写法,如果不熟悉的话,在阅读别人的代码时,就会是一头雾水。

一个函数定义具有一个名称、一系列的参数和一个函数体。函数定义时,所定义的参数的使用方式与局部变量非常相似,它们是由调用函数时的“实际参数”初始化的。调用函数时提供的实参数量可以与形参数量不同。Lua会自动调整实参的数量,以匹配参数表的要求,若“实参多余形参,则舍弃多余的实参;若实参不足,则多余的形参初始化为nil”。这个与接下来要介绍的多重返回值非常相似。

多重返回值

这个应该是Lua的一个特征吧。允许函数返回多个结果,只需要在return关键字后列出所有的返回值即可。以下根据带来来说明情况:

复制代码 代码如下:

function foo0() end                         -- 无返回值
function foo1() return "a" end          -- 返回一个结果
function foo2() return "a", "b" end     -- 返回两个结果
 
-- 在多重赋值时,如果一个函数调用是最后,或仅有的一个表达式,
-- 那么Lua会保留其尽可能多的返回值,用于匹配赋值变量
x, y = foo2()               -- x = "a", y = "b"
x = foo2()                    -- x = "a", "b"被丢弃
x, y, z = 10, foo2()     -- x = 10, y = "a", z = "b"
 
-- 如果一个函数没有返回值或者没有足够多的返回值,那么Lua会用
-- nil来补充缺失的值
x, y = foo0()               -- x = nil, y = nil
x, y = foo1()               -- x = "a", y = nil
x, y, z = foo2()          -- x = "a", y = "b", z = nil
 
-- 如果一个函数调用不是一系列表达式的最后一个元素,那么将只产生一个值:
x, y = foo2(), 20          -- x = "a", y = 20
x, y = foo0(), 20, 30     -- x = nil, y = 20, 30则被丢弃
 
-- table构造式可以完整的接收一个函数调用的所有结果,即不会有任何数量
-- 方面的调整
local t = {foo0()}          -- t = {}(一个空的table)
local t = {foo1()}          -- t = {"a"}
local t = {foo2()}          -- t = {"a", "b"}
 
-- 但是,对于上述的行为,只有当一个函数调用作为最后一个元素时才会发生,
-- 而在其他位置上的函数调用总是只产生一个结果值
local t = {foo0(), foo2(), 4}          -- t[1] = nil, t[2] = "a", t[3] = 4
 
-- 我们也可以在一个函数中,使用return返回另一个函数
function MyFunc()          -- 返回a
     return foo1()          -- 注:这里是return foo1(),而不是return (foo1())
end
 
-- return foo1()和return (foo1())是两个完全不同的意思
-- 将一个函数调用放入一对圆括号中,从而迫使它只返回一个结果
print((foo0()))          -- nil
print((foo1()))          -- a
print((foo2()))          -- a

变长参数

在C语言中,函数可以接受不同数量的实参,Lua中的函数也可以接受不同数量的实参,例如以下代码:

复制代码 代码如下:

-- 打印所有的参数
function VarArguments(...)
     for i, v in ipairs{...} do
          print(v)
     end
end

VarArguments(1, 2, 3)


参数表中的3个点(…)表示该函数可接受不同数量的实参。当这个函数被调用时,它的所有参数都会被收集到一起。这部分收集起来的实参称为这个函数的“变长参数”。一个函数要访问它的变长参数时,仍需要用到3个点(…)。但不同的是,此时这3个点是作为一个表达式来使用的。在上例中,表达式{…}表示一个由所有变长参数构成的数组。在C语言中使用变长参数需要注意的问题,在Lua中同样需要注意。

通常一个函数在遍历其变长参数时只需要使用表达式{…},这就像访问一个table一样,访问所有的变长参数。然而在某些特殊的情况下,变长参数中可能会包含一些故意传入的nil,那么此时就需要用select来访问变长参数了。调用select时,必须传入一个固定实参selector和一系列变长参数。如果selector为数字n,那么select返回它的第n个可变实参;否则selector只能为字符串“#”,这样select会返回变长参数的总数,请看以下代码:

复制代码 代码如下:

for i = 1, select('#', ...) do
    local arg = select(i, ...) -- 得到第i个参数
    -- Do something else
end

select(‘#', …)会返回所有变长参数的总数,其中包括nil(还记得table.maxn么?)对于Lua 5.0版本来说,变长参数则有另外一套机制。声明函数的语法是一样的,也是将3个点作为最后一个参数。但Lua 5.0没有提供“…”表达式。而是通过一个隐含的局部table变量“arg”来接受所有的变长参数。这个table还有一个名为“n”的字段,用来记录变长参数的总数,例如以下代码:

复制代码 代码如下:

function MyFunc(a, b, ...)
     print(arg.n)
end
 
MyFunc(1, 2, 3, 4, 5)     -->3

这套旧机制的缺点在于,每当程序调用了一个具有变长参数的函数时,都会创建一个新的table。而在新机制中,只有在需要时才会去创建这个用于变长参数访问的table。这里只是对这个方法进行简单介绍,别在阅读别人的代码时,看不懂!!!

深入讨论函数

在Lua中,函数与其它传统类型的值具有相同的权利。函数可以存储到变量或table中,也可以作为实参传递给其它函数,还可以作为其它函数的返回值。在Lua中有一个容易混淆的概念是,函数与所有其它值一样都是匿名的,即它们都没有名称。当讨论一个函数名时,实际上是在讨论一个持有某函数的变量,例如以下代码:

复制代码 代码如下:

-- 我们经常这样定义函数
function foo(x) return 2 * x end
 
-- 实际上,这只是一种“语法糖”而已;
-- 上述代码只是下面代码的一种简化书写形式
foo = function (x) return 2 * x end

实际上,一个函数定义实际就是一条语句(更准确地说是一条赋值语句),这条语句创建了一种类型为“函数”的值,并将这个值赋予一个变量。由于函数在Lua中就是一个普通的值,所以不仅可以将其存储在全局变量中,还可以存储在局部变量甚至table的字段中。

内嵌函数

若将一个函数写在另一个函数之内,那么这个位于内部的函数便可以访问外部函数中的局部变量,这个特征叫做“词法域”。我们来看看下面一段有趣的代码:

复制代码 代码如下:

function newCounter()
     local i = 0
     return function () -- 匿名函数
          i = i + 1
          return i
     end
end
 
c1 = newCounter()
print(c1())     -->输出什么?
print(c1())     -->又输出什么?

如果你很明白上面的输出,很明白上面的代码,那么闭合函数这一小节就不需要阅读了。在上述代码中,有一个变量i,对于函数newCounter来说,i是一个局部变量,但是对于匿名函数来说,当它访问这个i时,i既不是全局变量,也不是局部变量,对于我们来说,我们称这样的变量为一个“非局部的变量”。下面这段代码也是同样的道理:
复制代码 代码如下:

function newCounter(i)
     return function () -- 匿名函数
          i = i + 1
          return i
     end
end
 
c1 = newCounter(10)
print(c1())     -->输出什么?
print(c1())     -->又输出什么?

匿名函数访问了一个“非局部的变量”i,该变量用于保持一个计数器。乍一看,由于创建变量i的函数,也就是newCounter已经返回,所以之后每次调用匿名函数时,i都应该是已经超出了作用范围。但是,Lua会以closure的概念来正确地处理这种情况。在这里简单的讲,一个closure就是一个函数加上该函数所需访问的所有“非局部的变量”。如果再次调用newCounter,那么它会创建一个新的局部变量i,从而将得到一个新的closure。在后续的总结中,我会专门总结一篇关于Lua中的闭包的博文,敬请期待。

非全局的函数

由于函数和普通变量一样,所以函数不仅可以存储在全局变量中,还可以存储在table的字段中,或局部变量中。我们可以把函数存在一个table中,比如以下代码:

复制代码 代码如下:

Lib = {}
Lib.foo = function (x, y) return x + y end
Lib.goo = function (x, y) return x - y end

只要将一个函数存储在一个局部变量中,就得到了一个“局部函数”,也就是说这个函数只能在某个特定的作用域内才有效。我们可以这样定义一个局部的函数:
复制代码 代码如下:

local f = function (<参数>)
     <函数体>
end
-- Lua还提供另一种特殊的“语法糖”
local function f (<参数>)
     <函数体>
end

有的时候,我们需要进行函数的前置声明,比如以下代码:
复制代码 代码如下:

local f, g
 
function f()
     <一些其它操作>
     g()
end
 
function g()
     <一些其它操作>
     f()
end

总结

这篇博文对Lua中的函数进行了大体上的总结,至少看完这篇博文,你会使用Lua写函数了,会使用Lua中的函数了。但是对于比较深的东西,这里没有总结,比如“闭包”。我会专门写一篇关于Lua中的闭包的文章。

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