函數(shù)
1. 基礎(chǔ)知識(shí)
調(diào)用函數(shù)都需要寫圓括號(hào)，即使沒(méi)有參數(shù)，但有一種特殊例外：函數(shù)若只有一個(gè)參數(shù)且參數(shù)是字面字符串或table構(gòu)造式，則圓括號(hào)可有可無(wú)，如dofile 'a.lua'，f{x=10, y=20}。
Lua為面向?qū)ο?/a>式的調(diào)用提供冒號(hào)操作符的特殊語(yǔ)法，如o.foo(o, x)等價(jià)于o:foo(x)。和Javascript類似，調(diào)用函數(shù)時(shí)提供的實(shí)參數(shù)量可以與形參數(shù)量不同，若實(shí)參多了則舍棄，不足則多余的形參初始化為nil。
1.1 多重返回值
Lua允許函數(shù)返回多個(gè)結(jié)果，函數(shù)返回如return max, index，接收如s, e = string.find("hello Lua world", "Lua")。如果一個(gè)函數(shù)調(diào)用不是一系列表達(dá)式的最后一個(gè)元素，則只產(chǎn)生一個(gè)值：
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function foo() return "a", "b" endx, y = foo(), 20 -- x="a", y=20（foo的第二個(gè)返回值被丟棄）print(foo() .. "x") -- 輸出ax，這是因?yàn)楫?dāng)函數(shù)出現(xiàn)在一個(gè)表達(dá)式中時(shí)，Lua會(huì)將其返回值數(shù)量調(diào)整為1 |
另外，只有當(dāng)一個(gè)函數(shù)調(diào)用作為最后一個(gè)元素時(shí)，返回值才不會(huì)被調(diào)整，在其他位置都會(huì)被調(diào)整為1個(gè)，如t = {foo2()}則t={“a”, “b”}，t = {foo2(), 4}則t={“a”, 4}。
特殊函數(shù)unpack接受一個(gè)數(shù)組作為參數(shù)，并從下標(biāo)1開(kāi)始返回該數(shù)組的所有元素，如a, b = unpack({10, 20, 30})，則30被丟棄。unpack的一項(xiàng)重要用途體現(xiàn)在“泛型調(diào)用”機(jī)制中。
1.2 變長(zhǎng)參數(shù)
函數(shù)參數(shù)表中3個(gè)點(diǎn)（…）表示該函數(shù)可接受不同數(shù)量的實(shí)參。在Lua 5.0中，沒(méi)有提供“…”表達(dá)式，如果要遍歷變長(zhǎng)參數(shù)，可以訪問(wèn)函數(shù)內(nèi)隱含的局部變量arg。如果還有固定參數(shù)，則必須放在變長(zhǎng)參數(shù)之前。
2. 高級(jí)主題
2.1 closure閉合函數(shù)
和Javascript的閉包基本是一個(gè)東西，此處不再贅述。從技術(shù)上說(shuō)，Lua中只有closure，而不存在“函數(shù)”，因?yàn)楹瘮?shù)本身就是一種特殊的closure。closure的應(yīng)用很廣泛，如用于高階函數(shù)的參數(shù)、為GUI工具包創(chuàng)建回調(diào)、重定義函數(shù)并在新實(shí)現(xiàn)中調(diào)用舊實(shí)現(xiàn)、創(chuàng)建“沙盒”安全運(yùn)行環(huán)境等等。
2.2 非全局的函數(shù)
大部分Lua庫(kù)都采用了將函數(shù)存儲(chǔ)在table中的機(jī)制（如io.read，math.sin），例如下面采用了三種方式來(lái)定義table的成員函數(shù)：
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MathLib = { plus = function(x, y) return x + y end}MathLib.minus = function(x, y) return x - y endfunction MathLib.multiply(x, y) return x * y end |
局部函數(shù)的定義：
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local f = function(<參數(shù)>) <函數(shù)體> endlocal function f(<參數(shù)>) <函數(shù)體> end -- Lua提供的語(yǔ)法糖 |
**注意如果定義遞歸函數(shù)，不能使用上面第一種定義方式（因?yàn)樵诤瘮?shù)體調(diào)用f時(shí)，f尚未定義完畢），使用第二種“語(yǔ)法糖”則沒(méi)問(wèn)題；或者使用“前向聲明”，先local f再f = function ...這樣定義。
2.3 正確的尾調(diào)用
當(dāng)一個(gè)函數(shù)調(diào)用時(shí)另一個(gè)函數(shù)的最后一個(gè)動(dòng)作時(shí)，該調(diào)用算是一條“尾調(diào)用”，例如function f(x) return g(x) end。由于在尾調(diào)用后程序不要保存任何關(guān)于該函數(shù)的棧信息，所以遞歸調(diào)用不會(huì)耗費(fèi)棧空間，可以遞歸調(diào)用無(wú)數(shù)次。有一些看似是“尾調(diào)用”的代碼，其實(shí)都違背了這條準(zhǔn)則：
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function f(x) g(x) end -- 調(diào)用g后，f沒(méi)有立即返回，還需要丟棄g返回的臨時(shí)結(jié)果function f(x) return g(x) + 1 -- 還要做一次加法function f(x) return x or g(x) -- 必須調(diào)整為一個(gè)返回值 |
所以，只有形如return <func>(<args>)這樣的調(diào)用形式才算是尾調(diào)用。
面向?qū)ο缶幊?/strong>
Lua中的table就是一種對(duì)象，因?yàn)樗蛯?duì)象一樣可以擁有狀態(tài)，也擁有一個(gè)獨(dú)立于其值的標(biāo)識(shí)（一個(gè)self），也和對(duì)象一樣具有獨(dú)立于創(chuàng)建者的生命周期。但是Lua中沒(méi)有類的概念，只能用元表來(lái)實(shí)現(xiàn)原型，用原型來(lái)模擬類和繼承等面向?qū)ο筇匦浴１疚膶⒔榻BLua關(guān)于面向?qū)ο缶幊痰膬?nèi)容。
1 self與冒號(hào)語(yǔ)法
使用self參數(shù)是所有面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的一個(gè)核心，Lua只需使用冒號(hào)語(yǔ)法，就能隱藏該參數(shù)，例如下面兩段代碼是等價(jià)的。
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Account = {balance=0}funtion Account.withdraw(self, v) self.balance = self.balance - venda1 = Account; Account = nila1.withdraw(a1, 100.0) -- 注意這是可以運(yùn)行的function Account:withdraw(v) self.balance = self.balance - venda2 = Accounta2:withdraw(100.0) -- 省略了a2參數(shù)傳入 |
2 類的編寫
在一些基于原型的語(yǔ)言中，對(duì)象是沒(méi)有類型的，但每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)原型。原型是一種常規(guī)的對(duì)象，當(dāng)其他對(duì)象遇到一個(gè)未知操作時(shí)，原型會(huì)先查找它。在這種語(yǔ)言中要表示一個(gè)類，只需創(chuàng)建一個(gè)專用做其他對(duì)象的原型。Lua中實(shí)現(xiàn)原型很簡(jiǎn)單，只需用元表的__index來(lái)實(shí)現(xiàn)繼承。
（當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)table中不存在的字段key時(shí)，一般得到結(jié)果為nil。事實(shí)上，訪問(wèn)會(huì)促使解釋器去查找一個(gè)叫__index的元方法，如果沒(méi)有這個(gè)元方法，則訪問(wèn)結(jié)果如前述的nil，否則由這個(gè)元方法來(lái)提供結(jié)果。元方法除了是一個(gè)函數(shù)，還可以是一個(gè)table，如果是table則直接返回該table中key對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。）
如果有兩個(gè)對(duì)象a和b，要讓b作為a的一個(gè)原型，只需setmetatable(a, {__index=b})。a就會(huì)在b中查找它沒(méi)有的操作。
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function Account:new(o) o = o or {} -- 如果用戶沒(méi)有提供table，則創(chuàng)建一個(gè) setmetatable(o, self) self.__index = self return oend |
當(dāng)調(diào)用a = Account:new{balance = 0}時(shí)，a會(huì)將Account（函數(shù)中的self）作為其元表。當(dāng)調(diào)用a:withdraw(100.0)時(shí)，Lua無(wú)法在table a中找到條目withdraw，則進(jìn)一步搜索元表的__index條目，即getmetatable(a).__index.withdraw(a, 100.0)。由于new方法中做了self.__index = self，所以上面的表達(dá)式又等價(jià)于Account.withdraw(a, 100.0)，這樣就傳入了a作為self參數(shù)，又調(diào)用了Account類的withdraw函數(shù)。這種創(chuàng)建對(duì)象的方式不僅可以作用于方法，還可以作用于所有其他新對(duì)象中沒(méi)有的字段。
3 繼承
現(xiàn)在要從Account類派生出一個(gè)子類SpecialAccount（以使客戶能夠透支），只需：
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SpecialAccount = Account:new()s = SpecialAccount:new{limit=1000.00} |
SpecialAccount從Account繼承了new，當(dāng)執(zhí)行SpecialAccount:new時(shí)，其self參數(shù)為SpecialAccount，因此s的元表為SpecialAccount。當(dāng)調(diào)用s不存在的字段時(shí)，會(huì)向上查找，也可以編寫新的重名方法覆蓋父類方法。
4 多重繼承
上面介紹中為_(kāi)_index元方法賦值一個(gè)table實(shí)現(xiàn)了單繼承，如果要實(shí)現(xiàn)多重繼承，可以讓__index字段成為一個(gè)函數(shù)，在該函數(shù)中搜索多個(gè)基類的方法字段。由于這種搜索具有一定復(fù)雜性，多重繼承的性能不如單一繼承。還有一種改進(jìn)性能的簡(jiǎn)單做法是將繼承的方法復(fù)制到子類中，但這種做法的缺點(diǎn)是當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行后就較難修改方法的定義，因?yàn)檫@些修改不會(huì)沿著繼承體系向下傳播。
5 私密性
Lua在設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)，沒(méi)有提供私密性機(jī)制（private），但其各種元機(jī)制使得程序員可以模擬對(duì)象的訪問(wèn)控制。這種實(shí)現(xiàn)不常用，因此只做基本的了解：通過(guò)兩個(gè)table來(lái)表示一個(gè)對(duì)象，一個(gè)用來(lái)保存對(duì)象的狀態(tài)，一個(gè)用于對(duì)象的操作（即接口）。
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function newAccount(initialBalance) local self = {balance = initialBalance} local withdraw = function(v) self.balance = self.balance -v end return { withdraw = withdraw }end |
通過(guò)閉包的方式，將具有私密性的字段（如balance）保存在self table中，并只公開(kāi)了withdraw接口，這樣就能實(shí)現(xiàn)私密性機(jī)制。
