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Lua function函数,可变参数, 局部函数,尾递归优化

在Lua中,函数是作为"第一类值"(First-Class Value),这表示函数可以存储在变量中,可以通过参数传递给其他函数,或者作为函数的返回值(类比C/C++中的函数指针),这种特性使Lua具有极大的灵活性。

  

Lua对函数式编程提供了良好的支持,可以支持嵌套函数。

  

另外,Lua既可以调用Lua编写的函数,还可以调用C语言编写的函数(Lua所有的标准库都是C语言写的)。

  

定义一个函数

function hello()

print(‘hello‘)

end

  

hello函数不接收参数,调用:hello(),虽然hello不接收参数,但是还可以可以传入参数:hello(32)

  

另外如果只传递一个参数可以简化成functionname arg的调用形式(注意数值不行)

> hello ‘3‘

hello

> hello {}

hello

> hello 3

stdin:1: syntax error near ‘3‘

  

另外对变量名也不适用

> a = 21

> print a

stdin:1: syntax error near ‘a‘

  

  

另外,Lua函数不支持参数默认值,可以使用or非常方便的解决(类似Javascript)

> function f(n)

>> n = n or 0

>> print(n)

>> end

> f()

0

> f(1)

1

  

Lua支持返回多个值,形式上非常类似Python:

> function f()

>> return 1,2,3

>> end

> a,b,c = f()

> print(a .. b .. c)

123

  

  

函数调用的返回值可以用于table

> t = {f()}

> print(t[1], t[2], t[3])

1        2        3

  

可见,f()返回的三个值分别称为table的3个元素,但是情况并不总是如此:

> t = {f(), 4}

> print(t[1], t[2], t[3])

1        4        nil

这次,f()返回的1,2,3只有1称为table的元素;

> t = {f(), f()}

> print(t[1], t[2], t[3], t[4], t[5])

1        1        2        3        nil

  

总之:只有最后一项会完整的使用所有返回值(假如是函数调用)。

  

对于无返回值的函数,可以使用(f())的形式强行返回一个值(nil)

> function g()

>> end

> print(g())

  

> print((g()))

nil

  

实际上,(f())形式的调用返回一个且只返回一个值

> print((f()))

1

> print(f())

1        2        3

  

变长参数

  

Lua支持编程参数,使用简单(借助于table、多重赋值

> function f(...)

for k,v in ipairs({...}) do

print(k,v)

end

end

> f(2,3,3)

1        2

2        3

3        3

  

使用多重赋值的方式

> function sum3(...)

>> a,b,c = ...

>> a = a or 0

>> b = b or 0

>> c = c or 0

>> return a + b +c

>> end

> =sum3(1,2,3,4)

6

> return sum3(1,2)

3

  

通常在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, …)

  

select(‘#‘, …)返回可变参数的长度,select(n,…)用于访问n到select(‘#‘,…)的参数

> =select(‘#‘, 1,2,3)

3

> return select(‘#‘, 1,2, nil,3)

4

> =select(3, 1,2, nil,3)

nil        3

> =select(2, 1,2, nil,3)

2        nil        3

  

注意:Lua5.0中没有提供…表达式,而是通过一个隐含的局部table变量arg来接收所有的变长参数,arg.n表示参数的个数;

  

  

函数式编程

  

函数做一个First-Class Value可以赋值给变量,用后者进行调用

> a = function() print ‘hello‘ end

> a()

hello

> b = a

> b()

hello

  

匿名函数

> g = function() return function() print ‘hello‘ end end

> g()()

hello

函数g返回一个匿名函数;

  

闭包是函数式编程的一种重要特性,Lua也支持

> g = function(a) return function() print(‘hello‘.. a); a = a + 1 end end

> f = g(3)

> f()

hello3

> f()

hello4

  

局部函数

局部函数可以理解为在当前作用域有效的函数,可以用local变量来引用一个函数:

> do

>> local lf = function() print ‘hello‘ end

>> lf()

>> end

hello

> lf()

stdin:1: attempt to call global ‘lf‘ (a nil value)

stack traceback:

stdin:1: in main chunk

[C]: in ?

  

需要注意的是,对于递归函数的处理

> do

local lf = function(n)

if n <= 0 then

return

end

print ‘hello‘

n = n -1

lf(n)

end

lf(3)

end

hello

stdin:8: attempt to call global ‘lf‘ (a nil value)

stack traceback:

stdin:8: in function ‘lf‘

stdin:9: in main chunk

[C]: in ?

  

而应该首先声明local lf, 在进行赋值

do

local lf;

lf = function(n)

if n <= 0 then

return

end

print ‘hello‘

n = n -1

lf(n)

end

lf(3)

end

hello

hello

hello

  

Lua支持一种local function(…) … end的定义形式:

> do

local function lf(n)

if n <= 0 then

return

end

print ‘hello‘

n = n -1

lf(n)

end

lf(3)

end

hello

hello

hello

> lf(3)

stdin:1: attempt to call global ‘lf‘ (a nil value)

stack traceback:

stdin:1: in main chunk

[C]: in ?

  

尾调用

所谓尾调用,就是一个函数返回另一个函数的返回值:

function f()

return g()

end

  

因为调用g()后,f()中不再执行任何代码,所以不需要保留f()的调用桟信息;Lua做了这样的优化,称为"尾调用消除",g()返回后,控制点直接返回到调用f()的地方。

  

这种优化对尾递归非常有益,通常递归意味着调用桟的不断增长,甚至可能造成堆栈溢出;而尾递归提供了优化条件,编译器可以优化掉调用桟。

  

下面的递归函数没有使用尾递归,而参数为大数时,堆栈溢出:

> function f(n)

>> if n <= 0 then

>> return 0

>> end

>> a = f(n-1)

>> return n * a

>> end

> f(10000000000)

stdin:5: stack overflow

stack traceback:

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

...

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:5: in function ‘f‘

stdin:1: in main chunk

[C]: in ?

  

优化为尾递归

function f(n, now)

if n <= 0 then

return now

end

 

return f(n-1, now*n)

end

f(10000000000, 1)

运行n久也无堆栈溢出;

  

  

  

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