【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:
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:
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:
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返回另一个函数的返回值 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:
-- 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个可变实参以及其后面的所有参数;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:
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:
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:
-- 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:
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:
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,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:
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:
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:
local f, g function f() <一些其它操作> g() end function g() <一些其它操作> f() end