《lua程序设计》读书笔记 第六章：深入函数

在Lua中，函数是一种“第一类值”，它们具有特定的词法域。“词法域”是什么意思呢？这是指一个函数可以嵌套在另一个函数中，内部的函数可以访问外部函数中的变量。
在Lua中有一个容易混淆的概念是，函数与所有其他值一样是匿名的，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。函数定义实际上是一个表达式：
function foo(x) return 2*x end其实际是foo = function(x) return 2*x end， 其实其是一条赋值语句。
可以将表达式“function(x) < body > end”视为一个函数的构造式，将构造式的结果称为一个匿名函数。
一个函数可以作为另一个函数的参数，接受另一个函数作为实参的函数，称为高阶函数。

    network = {{name = "grauna", IP="210.26.30.34"}               {name = "lua", IP = "210.26.23.12"}}    table.sort(network， function(a, b) return (a.name > b.name) end)  -->传入一个匿名函数为参数

6.1 closure（闭包函数）

若将一个函数写在另一个函数内，那么这个位于内部的函数可以访问外部函数中的局部变量，这项特征被称为“词法域”。为什么在Lua中允许这种访问呢？原因在于函数是“第一类值”。看如下代码：

function newCounter()    local i = 0    return function()        i = i + 1        return i    endendlocal c1= newCounter()c1()    -->1c1()    -->2

简单来讲，一个closure就是一个函数加上这个函数访问的所有“非局部变量”。如果再次调用newCounter，那么它会创建一个新的closure。

local c2 = newCounter()print(c2()) -->1print(c1()) -->3

从技术上讲，Lua中只有closure而没有函数，函数只是一种特殊的closure。
closure还有一些常用的用法，比如重定义一个预设的函数：

oldSin = math.sinmath.sin = function(x)    return oldSin(x*math.pi . 180)end

可以使用同样的技术创建一个安全的运行环境，即所谓的“沙盒”。

do    local oldOpen = io.open    local access_OK = function(filename, mode)    < 检查一些访问权限 >    end    io.open = function(filename, mode)        if access_Ok(filename, mode) then            return oldOpen(filename, mode)        else            return nil, "access denied"        end    endend

6.2 非全局的函数

在Lua中，函数通常存储在一个table中，而不是作为全局变量使用：

    Lib1 = {}    Lib1.foo = function(x, y) return x + y end    Lib2 = {foo = function(x,y) return x + y end}

除此之外，Lua还提供了另一种语法来定义这类函数：

    Lib = {}    function Lib.foo(x,y) return x+y end

对于这种局部函数的定义，Lua还支持一种特殊的“语法糖”

local function foo(< 参数 >）    <函数体>end

另外在定义递归的局部函数有一点要特别注意。看以下代码：

local fact = function(n)    if n == 0 then return 1    else return n*fact(n-1)    endend

这样定义的错误的，关键在于其先计算右边的表达式，然后再定义左边变量，而在调用fact(n-1)时，fact变量尚未定义完毕，因此其实际会调用全局的fact，而非其本身。
正确的写法如下，应先定义局部变量fact：

local factfact = function(n)    if n==0 then return 1    else return n * fact(n -1)    endend

而对于local function foo<参数> <函数体> end的定义方式，Lua将其展开为

local foofoo = function(<参数>) <函数体> end

所以使用这种方式定义递归函数不会有错误。
当然，这个技巧对于间接递归的函数是无效的，你必须使用一个明确的前置声明。

    local f,g    function g()        f()    end    function f()          -->注意不要用local function,否则其会创建一个f覆盖前面的变量        g()    end

6.3正确的尾调用

Lua支持“尾调用消除”。所谓“尾调用”就是一种类似于goto的函数调用。当一个函数调用时另一个函数的最后一个动作时，该调用才算是一条“尾调用”。

function f(x) return g(x) end

在上述调用中，当f调用完g后便无事可做了，因此程序不在需要保留函数f的堆栈信息，所以在进行尾调用时不耗费任何栈空间，这种实现便是“尾调用消除”。由于“尾调用”不会消耗栈空间，所以一个程序可以拥有无数嵌套的“尾调用”：

function foo(n)    if n > 0 then return foo(n-1) endend

在Lua中“尾调用”的一大应用就是编写“状态机”。这种程序以一个函数来表示一个状态。