Lua学习笔记(五)：函数

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　　函数有两种用途：

　　1).完成指定的任务，这种情况下函数作为调用语句使用；

　　2).计算并返回值，这种情况下函数作为赋值语句表达式使用。

 1 function func_name (arguments-list)
 2     statements-list;
 3 end;
 4 
 5 --调用函数的时候，如果参数列表为空，必须使用()表明是函数调用
 6 print(8*9, 9/8)
 7 a = math.sin(3) + math.cos(10)
 8 print(os.date())
 9 
10 --上述规则有一个例外，当函数只有一个参数并且这个参数是字符串或者表构造的时候，()可有可无
11 print "Hello World"        <-->        print("Hello World")
12 dofile 'a.lua'            <-->        dofile ('a.lua')
13 print [[a multi-line        <-->        print([[a multi-line
14             message]]                                message]])
15 f{x=10, y=20}                <-->        f({x=10, y=20})
16 type{}                        <-->        type({})

　　Lua也提供了面向对象方式调用函数的语法，比如：o:foo(x)与o.foo(o,x)是等价的。

　　Lua使用的函数，既可是Lua编写的，也可以是其他语言编写的，对于Lua程序员，用什么语言实现的函数使用起来都一样。

　　Lua函数实参和形参的匹配与赋值语句类似，多余部分被忽略，缺少部分用nil补足。

1 function f(a, b) return a or b end
2 
3 CALL                PARAMETERS
4 
5 f(3)                a=3, b=nil
6 f(3, 4)            a=3, b=4
7 f(3, 4, 5)            a=3, b=4    (5 is discarded)

　　1、多返回值

　　Lua函数可以返回多个结果值，比如：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)。

 1 s, e = string.find("hello Lua users", "Lua")
 2 print(s, e)        --> 7    9
 3 
 4 --Lua函数中，return后列出要返回的值得列表即可返回多值，如：
 5 function maximum (a)
 6     local mi = 1                -- maximum index
 7     local m = a[mi]            -- maximum value
 8     for i,val in ipairs(a) do
 9         if val > m then
10             mi = i
11             m = val
12         end
13     end
14     return m, mi
15 end
16 
17 print(maximum({8,10,23,12,5}))        --> 23   3

　　Lua总是调整函数返回值的个数以适用调用环境，当作为独立的语句调用函数时，所有返回值将被忽略。假设有如下三个函数：

1 function foo0 () end                        -- returns no results
2 function foo1 () return 'a' end            -- returns 1 result
3 function foo2 () return 'a','b' end    -- returns 2 results

　　第一，当作为表达式调用函数时，有以下几种情况：

　　1).当调用作为表达式最后一个参数或者仅有一个参数时，根据变量个数函数尽可能多地返回多个值，不足补nil，超出舍去。

　　2).其他情况下，函数调用仅返回第一个值(如果没有返回值为nil)

 1 x,y = foo2()                -- x='a', y='b'
 2 x = foo2()                    -- x='a', 'b' is discarded
 3 x,y,z = 10,foo2()            -- x=10, y='a', z='b'
 4 
 5 x,y = foo0()                -- x=nil, y=nil
 6 x,y = foo1()                -- x='a', y=nil
 7 x,y,z = foo2()            -- x='a', y='b', z=nil
 8 
 9 x,y = foo2(), 20            -- x='a', y=20
10 x,y = foo0(), 20, 30        -- x='nil', y=20, 30 is discarded

　　第二，函数调用作为函数参数被调用时，和多值赋值是相同。

1 print(foo0())                -->
2 print(foo1())                --> a
3 print(foo2())                --> a   b
4 print(foo2(), 1)            --> a   1
5 print(foo2() .. "x")        --> ax

　　第三，函数调用在表构造函数中初始化时，和多值赋值时相同。

1 a = {foo0()}                -- a = {}    (an empty table)
2 a = {foo1()}                -- a = {'a'}
3 a = {foo2()}                -- a = {'a', 'b'}
4 
5 a = {foo0(), foo2(), 4}    -- a[1] = nil, a[2] = 'a', a[3] = 4

　　另外，return f()这种形式，则返回"f()"的返回值：

 1 function foo (i)
 2     if i == 0 then return foo0()
 3     elseif i == 1 then return foo1()
 4     elseif i == 2 then return foo2()
 5     end
 6 end
 7 
 8 print(foo(1))            --> a
 9 print(foo(2))            --> a  b
10 print(foo(0))            -- (no results)
11 print(foo(3))            -- (no results)

　　可以使用圆括号强制使调用返回一个值。

1 print((foo0()))        --> nil
2 print((foo1()))        --> a
3 print((foo2()))        --> a

　　一个return语句如果使用圆括号将返回值括起来也将导致返回一个值。

　　函数多值返回的特殊函数unpack，接受一个数组作为输入参数，返回数组的所有元素。unpack被用来实现范型调用机制，在C语言中可以使用函数指针调用可变的函数，可以声明参数可变的函数，但不能两者同时可变。在Lua中如果你想调用可变参数的可变函数只需要这样：

1 f(unpack(a))

　　unpack返回a所有的元素作为f()的参数

1 f = string.find
2 a = {"hello", "ll"}
3 print(f(unpack(a)))        --> 3  4

　　预定义的unpack函数是用C语言实现的，我们也可以用Lua来完成：

1 function unpack(t, i)
2     i = i or 1
3     if t[i] then
4         return t[i], unpack(t, i + 1)
5     end
6 end

　　2、可变参数

　　Lua函数可以接受可变数目的参数，和C语言类似在函数参数列表中使用三点(...)表示函数有可变的参数。Lua将函数的参数放在一个叫arg的表中，除了参数以外，arg表中还有一个域n表示参数的个数。

　　例如，我们可以重写print函数：

1 printResult = ""
2 
3 function print(...)
4     for i,v in ipairs(arg) do
5         printResult = printResult .. tostring(v) .. "\t"
6     end
7     printResult = printResult .. "\n"
8 end

　　有时候我们可能需要几个固定参数加上可变参数

1 function g (a, b, ...) end
2 
3 CALL                PARAMETERS
4 
5 g(3)                a=3, b=nil, arg={n=0}
6 g(3, 4)            a=3, b=4, arg={n=0}
7 g(3, 4, 5, 8)        a=3, b=4, arg={5, 8; n=2}

　　如上面所示，Lua会将前面的实参传给函数的固定参数，后面的实参放在arg表中。

　　举个具体的例子，如果我们只想要string.find返回的第二个值。一个典型的方法是使用哑元(dummy variable，下划线)：

 1 local _, x = string.find(s, p)
 2 -- now use `x'
 3 ...
 4 
 5 --还可以利用可变参数声明一个select函数
 6 function select (n, ...)
 7     return arg[n]
 8 end
 9 
10 print(string.find("hello hello", " hel"))    --> 6  9
11 print(select(1, string.find("hello hello", " hel"))) --> 6
12 print(select(2, string.find("hello hello", " hel"))) --> 9

　　有时候需要将函数的可变参数传递给另外的函数调用，可以使用前面我们说过的unpack(arg)返回arg表所有的可变参数，Lua提供了一个文本格式化的函数string.format：

1 function fwrite(fmt, ...)
2     return io.write(string.format(fmt, unpack(arg)))
3 end
4 
5 --这个例子将文本格式化操作和写操作组合为一个函数

　　3、命名参数

　　Lua的函数参数是和位置相关的，调用时实参会按顺序依次传给形参。有时候用名字指定参数是很有用的，比如rename函数用来给一个文件重命名，有时候我们记不清命名前后两个参数的顺序了：

1 -- invalid code
2 rename(old="temp.lua", new="temp1.lua")

　　上面这段代码是无效的，Lua可以通过将所有的参数放在一个表中，把表作为函数的唯一参数来实现上面这段伪代码的功能。因为Lua语法支持函数调用时实参可以是表的构造。

1 rename{old="temp.lua", new="temp1.lua"}

　　根据这个想法我们重定义了rename：

1 function rename (arg)
2     return os.rename(arg.old, arg.new)
3 end

　　当函数的参数很多的时候，这种函数参数的传递方式很方便的。例如GUI库中创建窗体的函数有很多参数并且大部分参数是可选的，可以用下面这种方式：

 1 w = Window {
 2     x=0, y=0, width=300, height=200,
 3     title = "Lua", background="blue",
 4     border = true
 5 }
 6 
 7 function Window (options)
 8     -- check mandatory options
 9     if type(options.title) ~= "string" then
10         error("no title")
11     elseif type(options.width) ~= "number" then
12         error("no width")
13     elseif type(options.height) ~= "number" then
14         error("no height")
15     end
16 
17     -- everything else is optional
18     _Window(options.title,
19         options.x or 0,            -- default value
20         options.y or 0,            -- default value
21         options.width, options.height,
22         options.background or "white",    -- default
23         options.border            -- default is false (nil)
24     )
25 end