Lua极简入门指南(一):函数篇

时间:2021-05-22

Lua 和其他很多语言一样,函数调用时参数列表被包裹在括号中:

复制代码 代码如下:
print('Hello World')

特别的情况是,如果函数调用时只有一个参数,并且此参数为字符串 literal(字面量)或者 table 构造器(constructor)时,包裹参数的括号可以省略:

复制代码 代码如下:
print 'Hello World' <--> print('Hello World')
type{} <--> type({})

Lua 为面向对象的调用提供了特殊的语法:

复制代码 代码如下:
o:foo(x) <--> o.foo(o, x)

Lua 调用的函数可能被定义在 Lua 中,也可能被定义在 C 中(Lua 标准库中的所有函数都使用 C 编写)。

函数的定义

复制代码 代码如下:
function add(a)
local sum = 0
for i = 1, #a do
sum = sum + a[i]
end
return sum
end

print(add{1, 2, 3})

函数调用时,实参(arguments)和形参(parameters)个数可以不匹配,多余的实参会被丢弃,多余的形参值为 nil,例如:

复制代码 代码如下:
function f(a, b) print(a, b) end
f(3) --> 3nil
f(3, 4) --> 34
f(3, 4, 5) --> 34

函数多值返回

在 Lua 中函数可以返回多个值。例如:

复制代码 代码如下:
function maximum(a)
local mi = 1
local m = a[mi]
for i = 1, #a do
if a[i] > m then
mi = i; m = a[i]
end
end
return m, mi
end

print(maximum{8, 10, 23, 12, 5})

在多赋值时,多余的值会被丢弃,不足时变量值为 nil:

复制代码 代码如下:
x, y = 1 --> x == 1, y == nil
x, y = 1, 2, 3 --> x == 1, y == 2

在函数调用时形参的值处理上,在函数返回值的获取上,都遵循这个规则。例如:

复制代码 代码如下:
function foo0() end
function foo1() return 'a' end
function foo2() return 'a', 'b' end

x, y = foo2() --> x == 'a', y == 'b'
x = foo2() --> x == 'a'
x, y, z = 10, foo2() --> x == 10, y == 'a', z == 'b'

t = { foo2() } --> {'a', 'b'}

再看一个例子:

复制代码 代码如下:
function foo2() return 'a', 'b' end
x, y = foo2(), 20 --> x == 'a', y == 20

这里,由于函数调用不是在列表的最后一个位置,这时候函数只提供一个值。一个更有意义的例子:

复制代码 代码如下:
function foo2() return 'a', 'b' end

print(foo2()) --> ab
print(foo2(), 1) --> a1

如果函数调用在列表的最后一个位置,同时使用 () 包裹函数调用,这时候函数也只提供一个值:

复制代码 代码如下:
function foo2() return 'a', 'b' end

print(foo2()) --> ab
print((foo2())) --> a

一个比较有用的利用函数多值返回的特性的函数是 table.unpack,它接受一个数组作为参数,返回数组中的所有元素:

复制代码 代码如下:
print({10, 20, 30}) --> table: 00000000005BBE00
print(table.unpack{10, 20, 30}) --> 102030

变长参数

我们在使用 print 函数的时候可以传递任意数目的参数。Lua 提供了 … 表示参数列表,让我们实现类似 print 的函数:
复制代码 代码如下:
function add(...)
local s = 0
for _, v in ipairs{...} do
s = s + v
end
return s
end

print(add(3, 4, 5)) --> 12

再一个例子:

复制代码 代码如下:
function test(...)
local a, b = ...
print(a, b)
end

test(1, 2, 3) --> 12

还有一个特殊情况,我们需要注意:

复制代码 代码如下:
function p(...)
for _, v in ipairs{...} do
print(v)
end
end

p(1, nil, 3) --> 1
print(1, nil, 3) --> 1 nil 3

上例可以看到,我们的 p 函数在参数中存在 nil 时并非按我们的意愿输出了结果。Lua 提供了一个 table.pack 函数,用于获取其调用参数(包括 nil 参数)并返回一个包含所有参数的 table,此 table 存在一个额外的域 n,用于表示参数的数量:

复制代码 代码如下:
function p(...)
local arg = table.pack(...)
for i = 1, arg.n do
print(arg[i])
end
end

p(1, nil, 3, nil) --> 1 nil 3 nil

不过需要注意的是,{…} 相比 table.pack(…) 来说更加高效,我们可以在确保没有 nil 参数的时候使用。

函数是第一类值(first-class values)

我们能够像使用其他变量一样的使用函数:
复制代码 代码如下:
a = { p = print }
a.p('Hello World') --> Hello World
print = math.sin
a.p(print(1)) --> 0.8414709848079

类似于 {} 作为 table 的构造器,我们可以认为 function(x) end 为函数的构造器:

复制代码 代码如下:
local add = function(a, b)
return a + b
end

print(add(1, 2))

-- 另一种写法
local function add(a, b)
return a + b
end

table.sort 函数用于排序,它可以接受一个排序函数作为参数:

复制代码 代码如下:
network = {
{ name = "grauna", IP = "210.26.30.34" },
{ name = "arraial", IP = "210.26.30.23" },
{ name = "lua", IP = "210.26.23.12" },
{ name = "derain", IP = "210.26.23.20" },
}

print('--------------')
for _, v in ipairs(network) do
print(v.name)
end

table.sort(network, function(a, b)
return a.name > b.name
end)

print('--------------')
for _, v in ipairs(network) do
print(v.name)
end

输出结果为:

复制代码 代码如下:
--------------
grauna
arraial
lua
derain
--------------
lua
grauna
derain
arraial

在此例中,我们提供的排序函数作为一个参数传递给 table.sort 函数,像此排序函数这样没有名字的函数被叫做匿名函数。

闭包(closures)

很多语言都支持闭包(Golang、JavaScript 等)。一个函数和其访问的外部变量组成一个闭包。看一个例子:
复制代码 代码如下:
function newCounter()
local i = 0
return function()
i = i + 1
return i
end
end

c1 = newCounter()
print(c1()) --> 1
print(c1()) --> 2

这里的 c1 就是一个闭包(外部变量为 i),每次调用 newCounter 都会创建一个闭包(并创建一个新的变量 i):
复制代码 代码如下:
c2 = newCounter()
print(c2()) --> 1
print(c1()) --> 3
print(c2()) --> 2

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