Lua 函数

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【1】函数定义

Lua函数定义格式如下：

1 optional_function_scope function function_name(argument1, argument2, argument3..., argumentn)
2     function_body
3 return result_params_comma_separated
4 end

解析：

optional_function_scope: 该参数是可选的，指定函数是全局函数还是局部函数。

　　　　　　　　　　　　未设置该参数默认为全局函数，如果你需要设置函数为局部函数需要使用关键字 local。

function_name: 指定函数名称。

argument1, argument2, argument3..., argumentn: 函数参数，多个参数以逗号隔开，函数也可以不带参数。

function_body: 函数体，函数中需要执行的代码语句块。

result_params_comma_separated: 函数返回值，Lua语言函数可以返回多个值，每个值以逗号隔开。

【2】Lua函数示例

函数示例

 1 --[[ 函数返回两个值的最大值 --]]
 2 local function max(num1, num2)
 3    if (num1 > num2) then
 4       result = num1;
 5    else
 6       result = num2;
 7    end
 8 
 9    return result;
10 end
11 
12 -- 调用函数
13 print("两值比较最大值为 (10, 4) :: ", max(10, 4))
14 print("两值比较最大值为 (5, 6) :: ", max(5, 6))
15 
16 
17 --[[
18 两值比较最大值为 (10, 4) :: 10
19 两值比较最大值为 (5, 6) ::     6
20 ]]

【3】Lua函数特色

（1）将函数作为参数传递给函数。示例如下：

 1 --[[将函数作为参数传递给函数]]
 2 myprint = function(param)
 3    print("这是打印函数 - ##", param, "##")
 4 end
 5 
 6 function add(num1, num2, functionPrint)
 7    result = num1 + num2
 8    -- 调用传递的函数参数
 9    functionPrint(result)
10 end
11 
12 myprint(10)
13 -- myprint 函数作为参数传递
14 add(2, 5, myprint)
15 
16 --[[
17 这是打印函数 - ##    10    ##
18 这是打印函数 - ##    7    ##
19 ]]

（2）函数可以返回多个值

例1，代码如下：

 1 --[[例如：string.find 其返回匹配串“开始和结束的下标”(如果不存在匹配串返回nil)]]
 2 s, e = string.find("http://www.baidu.com", "baidu")
 3 print(s, e)
 4 
 5 --[[执行结果
 6 12    16
 7 ]]
 8 
 9 s, e = string.find("http://www.google.com", "baidu")
10 print(s, e)
11 
12 --[[执行结果
13 nil    nil
14 ]]

例2，代码如下：

 1 --[[return后列出要返回值的列表即可返回多值]]
 2 function maximum (a)
 3     local mi = 1             -- 最大值索引
 4     local m = a[mi]          -- 最大值
 5     for i,val in ipairs(a) do
 6        if val > m then
 7            mi = i
 8            m = val
 9        end
10     end
11     return m, mi
12 end
13 
14 print(maximum({8, 10, 23, 12, 5}))
15 
16 --[[执行结果
17 23    3
18 ]]

例3，特殊函数unpack，它可以接受一个数组作为参数，并从下标1开始返回该数组的所有元素：

1 print(unpack{10, 20, 30})  -- 10  20  30

（3）不定形参函数

3.1 自定义不定形参函数：Lua函数可以接收可变数目的参数

1 function add(...)
2 local s = 0
3   for i, v in ipairs{...} do   -- {...} 表示一个由所有变长参数构成的数组
4     s = s + v
5   end
6   return s
7 end
8 
9 print(add(3, 4, 5, 6, 7))  -- 25

3.2 将可变参数赋值给一个变量

 1 --[[将可变参数赋值给一个变量]]
 2 function average(...)
 3    result = 0
 4    local arg = {...}    -- arg 为一个表，局部变量
 5    for i,v in ipairs(arg) do
 6       result = result + v
 7    end
 8    print("总共传入 " .. #arg .. " 个数")
 9    return result / #arg
10 end
11 
12 print("平均值为", average(10, 5, 3, 4, 5, 6));
13 
14 --[[执行结果
15 总共传入 6 个数
16 平均值为    5.5
17 ]]

3.3 可以通过select("#", ...来获取可变参数的数量)

 1 --[[可以通过 select("#",...) 来获取可变参数的数量]]
 2 function average(...)
 3    result = 0
 4    local arg = {...}
 5    for i, v in ipairs(arg) do
 6       result = result + v
 7    end
 8    print("总共传入 " .. select("#", ...) .. " 个数")
 9    return result / select("#", ...)
10 end
11 
12 print("平均值为", average(10, 5, 3, 4, 5, 6))
13 
14 --[[执行结果
15 总共传入 6 个数
16 平均值为    5.5
17 ]]

3.4 需要几个固定参数再加上可变参数时，固定参数必须放在可变参数之前

 1 function fwrite(fmt, ...)  -- 固定的参数fmt
 2     return io.write(string.format(fmt, ...))
 3 end
 4 
 5 fwrite("baidu\n")        -- fmt = "baidu", 没有变长参数。
 6 fwrite("%d%d\n", 1, 2)   -- fmt = "%d%d", 变长参数为 1 和 2
 7 
 8 --[[执行结果
 9 baidu
10 12
11 ]]

3.5 遍历变长参数时只需要使用{...}，然而变长参数可能会包含一些nil，那么就需要用select函数来访问变长参数。

[1] select('#', ...)返回可变参数的长度

[2] select(n, ...)用于访问n到select('#', ....)的参数

 1 --[[
 2 遍历变长参数的时候只需要使用{…}，然而变长参数可能会包含一些nil，那么就可以用select函数来访问变长参数了：select('#', …) 或者 select(n, …)
 3 select('#', …) 返回可变参数的长度
 4 select(n, …) 用于访问 n 到 select('#',…) 的参数
 5 ]]
 6 
 7 do
 8     function foo(...)
 9         for i = 1, select('#', ...) do  --> 获取参数总数
10             local arg = select(i, ...); --> 读取参数
11             print("arg", arg);
12         end
13     end
14 
15     foo(11, 12, 13, 14);
16 end
17 
18 --[[执行结果
19 arg    11
20 arg    12
21 arg    13
22 arg    14
23 ]]

（4）具名实参

具名实参，即具体名称的实参值。比如，字符串拷贝函数有两个参数（src, dest），当我们记不清第一个参数是src还是dest时，可以在调用时明确指明具体实参值。

Lua语言中的rename接口，就是个很有代表性的例子。试着新建一个文件temp.lua，然后复制以下代码段：

1 function rename(arg)
2     return os.rename(arg.old, arg.new)
3 end
4 
5 rename({old = "temp.lua", new = "temp1.lua"})
6 --rename({new = "new1.lua", old = "temp1.lua"})

注意观察：执行结果，同目录下会多一个temp1.lua文件

再把第六行的注释去掉，然后执行结果：同目录下会多一个new1.lua文件。

（5）待续

【4】深入函数

（1）闭合函数

[1.1] 在Lua中，函数是第一类值

如何理解这个“第一类值”？类比着学习，我们知道C语言的数据类型有整数、浮点数、枚举、指针、数组、结构、共用体、void等等。

前面我们也学习了《Lua数据类型》包括nil、boolean、number、string、function等等。

即就是，在Lua中，函数可以存储到变量（无论全局变量还是局部变量）中或table中，可以作为实参传递给其他函数，还可以作为其他函数的返回值。

先看最常见的这个求和函数定义：

1 function func(a, b) return a + b end

其等价于

1 func = function(a, b) return a + b end

两种方式比较：

第一种方式，似乎更符合我们对函数的潜意识（传统的）视觉印象规则。

第二种方式，更彰显了Lua中函数作为“第一类值”的体现和范畴。

通过以上两种方式的对比，我们可以更深入的理解Lua中函数的定义本质：

一个函数定义实质上是一条赋值语句，创建了一种类型为“函数”的值，且将其赋值于变量func。

可以验证一下类型，如下所示：

1 func = function(a, b) return a + b end
2 print(func)            -- function: 02DF8FC8
3 print(type(func))      -- function
4 print(func(10, 20))    -- 30

在Lua中，将表达式“function(x) <body> end”视为一种函数的构造式，就像table的构造式{ }一样。

将这种函数构造式的结果称为一个“匿名函数”，虽然一般情况下，会将函数赋予全局变量，即给予其一个名称。

但是，在某些特殊情况下，仍会需要直接用到匿名函数。

不要问我哪里需要用到，其实你肯定见过，比如sort函数，请看如下示例：

 1 students =
 2 {
 3     {name = "Wang", age = "18"},
 4     {name = "Qin", age = "20" },
 5     {name = "Li", age = "19"},
 6     {name = "Wei", age = "21"},
 7 }
 8 
 9 --[[ before sort ::]]
10 print("before sort ::")
11 for i = 1, #students do
12     print(i, students[i].name, students[i].age)
13 end
14 
15 table.sort(students, function(a, b) return (a.name > b.name) end)
16 
17 --[[ after sort ::]]
18 print("after sort ::")
19 for k, v in pairs(students) do
20     print(k, v.name, v.age)
21 end
22 
23 --[[执行结果
24 before sort ::
25 1    Wang    18
26 2    Qin    20
27 3    Li    19
28 4    Wei    21
29 after sort ::
30 1    Wei    21
31 2    Wang    18
32 3    Qin    20
33 4    Li    19
34 ]]

像sort这样的函数，接受另一个函数作为实参，称其是一个“高阶函数”，是一种强大的编程机制。

 1 names = {"Peter", "Paul", "Mary"}
 2 grades = {Mary = 10, Paul = 7, Peter = 8}
 3 table.sort(names, function(n1, n2)
 4     return grades[n1] > grades[n2]
 5     end)
 6 
 7 for k, v in ipairs(names) do
 8     print(k, v)
 9 end
10 
11 --[[
12 1    Mary
13 2    Peter
14 3    Paul
15 ]]
16 
17 names = {"Peter", "Paul", "Mary"}
18 grades = {Mary = 10, Paul = 7, Peter = 8}
19 
20 function sortbygrade(names, grades)
21     table.sort(names, function(n1, n2)
22     return grades[n1] > grades[n2]
23     end)
24     return names
25 end
26 
27 for k, v in ipairs(sortbygrade(names, grades)) do
28     print(k, v)
29 end
30 
31 --[[
32 1    Mary
33 2    Peter
34 3    Paul
35 ]]
36 
37 --[[一般函数]]
38 function increCounter1()
39    local i =  0
40     i = i + 1
41     return i
42 end
43 
44 print(increCounter1)     -- function: 02A6B8F8
45 print(increCounter1())   -- 1
46 print(increCounter1())   -- 1
47 
48 --[[闭合函数]]
49 function increCounter2()
50    local i =  0
51    return function()
52             i = i + 1
53             return i
54         end
55 end
56 
57 print(increCounter2)    -- function: 02A6B738
58 print(increCounter2())  -- function: 02A6B918
59 
60 c1 = increCounter2()
61 print(c1())            -- 1
62 print(c1())            -- 2
63 c2 = increCounter2()
64 print(c2())            -- 1
65 print(c1())            -- 3
66 print(c2())            -- 2
67 
68 --[[闭合函数 局部变量]]
69 function increCounter3()
70    return function()
71         local i = 9
72         i = i + 1
73         return i
74     end
75 end
76 
77 print(increCounter3)    -- function: 02A6B6F8
78 print(increCounter3())  -- function: 02A6B7D8
79 
80 c3 = increCounter3()
81 print(c3())            -- 10
82 print(c3())            -- 10
83 c4 = increCounter3()
84 print(c4())            -- 10
85 print(c4())            -- 10
86 print(c4())            -- 10