Lua-function的常见表现形式
前言
在 Lua 编程中，函数是构建程序的基础模块。无论是简单的脚本还是复杂的应用程序，都离不开函数的灵活运用。本文将深入探讨 Lua 5.1 中函数的各种形式和实际应用场景。
一、基础函数定义：程序的基石
1.1 全局函数
全局函数是最基本的函数形式，适用于在整个程序中可访问的通用功能：
-- 计算两数之和
function add(a, b)return a + b
end-- 判断数字是否为偶数
function isEven(num)return num % 2 == 0
end-- 使用示例
local result = add(10, 20)
print("10 + 20 =", result) -- 输出: 10 + 20 = 30if isEven(15) thenprint("15是偶数")
elseprint("15是奇数") -- 输出: 15是奇数
end1.2 局部函数
局部函数限制在特定作用域内，避免污染全局命名空间，提高代码可维护性：
-- 在模块内部使用局部函数
local function calculateAverage(numbers)local sum = 0for i = 1, #numbers dosum = sum + numbers[i]endreturn sum / #numbers
endlocal function findMax(numbers)local max = numbers[1]for i = 2, #numbers doif numbers[i] > max thenmax = numbers[i]endendreturn max
end-- 主函数
function processScores(scores)local avg = calculateAverage(scores)local max = findMax(scores)return avg, max
end-- 使用示例
local testScores = {85, 92, 78, 96, 88}
local average, highest = processScores(testScores)
print("平均分:", average) -- 输出: 平均分: 87.8
print("最高分:", highest) -- 输出: 最高分: 96二、Table 中的函数：面向对象编程的核心
2.1 方法定义与使用
在 Lua 中，table 可以包含函数，这是实现面向对象编程的基础：
-- 创建玩家对象
local player = {name = "冒险者",level = 1,health = 100,attack = 10
}-- 定义方法
function player:levelUp()self.level = self.level + 1self.attack = self.attack + 5self.health = self.health + 20print(self.name .. "升级到 " .. self.level .. " 级！")
endfunction player:takeDamage(damage)self.health = self.health - damageif self.health <= 0 thenprint(self.name .. " 倒下了！")self.health = 0elseprint(self.name .. " 受到 " .. damage .. " 点伤害，剩余生命: " .. self.health)end
endfunction player:attackTarget(target)print(self.name .. " 攻击 " .. target.name .. " 造成 " .. self.attack .. " 点伤害")target:takeDamage(self.attack)
end-- 使用示例
local monster = {name = "哥布林",health = 50
}player:levelUp() -- 输出: 冒险者升级到 2 级！
player:attackTarget(monster) -- 输出: 冒险者 攻击 哥布林 造成 15 点伤害2.2 冒号语法 vs 点语法
理解两种调用方式的区别至关重要：
local car = {brand = "Toyota",speed = 0
}-- 使用冒号语法（自动传递self）
function car:accelerate(increment)self.speed = self.speed + (increment or 10)print(self.brand .. " 加速到 " .. self.speed .. " km/h")
end-- 使用点语法（需要显式传递self）
function car.brake(self, decrement)self.speed = math.max(0, self.speed - (decrement or 10))print(self.brand .. " 减速到 " .. self.speed .. " km/h")
end-- 调用方式
car:accelerate(20) -- 正确：Toyota 加速到 20 km/h
car.accelerate(car, 20) -- 正确：等价于上面的调用car.brake(car, 5) -- 正确：Toyota 减速到 15 km/h
car:brake(5) -- 正确：等价于上面的调用三、匿名函数：灵活的回调机制
3.1 事件处理与回调
匿名函数在事件驱动编程中非常有用：
-- 模拟按钮点击事件
local button = {onClick = nil
}function button:setClickHandler(handler)self.onClick = handler
endfunction button:click()if self.onClick thenself.onClick(self)end
end-- 使用匿名函数作为事件处理器
button:setClickHandler(function(btn)print("按钮被点击了！")print("执行登录操作...")
end)-- 触发点击事件
button:click() -- 输出: 按钮被点击了！执行登录操作...3.2 数组处理与高阶函数
-- 自定义map函数
function map(array, transform)local result = {}for i, value in ipairs(array) doresult[i] = transform(value)endreturn result
end-- 自定义filter函数
function filter(array, predicate)local result = {}for i, value in ipairs(array) doif predicate(value) thentable.insert(result, value)endendreturn result
end-- 使用示例
local numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}-- 将每个数字平方
local squares = map(numbers, function(x)return x * x
end)
print("平方结果:", table.concat(squares, ", "))-- 过滤出偶数
local evens = filter(numbers, function(x)return x % 2 == 0
end)
print("偶数:", table.concat(evens, ", "))四、闭包：状态保持的魔法
4.1 计数器与状态管理
闭包可以让函数"记住"之前的状态：
-- 创建计数器
function createCounter(initialValue)local count = initialValue or 0return {increment = function()count = count + 1return countend,decrement = function()count = count - 1return countend,getValue = function()return countend,reset = function()count = initialValue or 0return countend}
end-- 使用示例
local counter = createCounter(10)print(counter.increment()) -- 输出: 11
print(counter.increment()) -- 输出: 12
print(counter.decrement()) -- 输出: 11
print(counter.getValue()) -- 输出: 11
print(counter.reset()) -- 输出: 104.2 配置化函数生成
-- 创建问候语生成器
function createGreeter(greetingStyle)local style = greetingStyle or "casual"return function(name)if style == "formal" thenreturn "尊敬的 " .. name .. "，您好！"elseif style == "casual" thenreturn "嘿，" .. name .. "！最近怎么样？"elseif style == "friendly" thenreturn "你好啊，" .. name .. "！很高兴见到你！"elsereturn "你好，" .. name .. "！"endend
end-- 使用示例
local formalGreeter = createGreeter("formal")
local casualGreeter = createGreeter("casual")print(formalGreeter("张三")) -- 输出: 尊敬的 张三，您好！
print(casualGreeter("李四")) -- 输出: 嘿，李四！最近怎么样？五、实用技巧与最佳实践
5.1 错误处理模式
-- 安全执行函数
function safeExecute(func, ...)local success, result = pcall(func, ...)if success thenreturn true, resultelseprint("函数执行出错:", result)return false, resultend
end-- 使用示例
local function riskyDivision(a, b)if b == 0 thenerror("除数不能为零")endreturn a / b
endlocal success, result = safeExecute(riskyDivision, 10, 0)
if success thenprint("结果:", result)
elseprint("计算失败") -- 输出: 计算失败
end5.2 函数缓存优化
-- 带缓存的函数
function createCachedFunction(originalFunc)local cache = {}return function(...)local key = table.concat({...}, "_")if cache[key] == nil thencache[key] = originalFunc(...)endreturn cache[key]end
end-- 使用示例
local function expensiveCalculation(x, y)print("执行复杂计算...")return x * y + x + y
endlocal cachedCalc = createCachedFunction(expensiveCalculation)print(cachedCalc(5, 3)) -- 输出: 执行复杂计算... 然后输出: 23
print(cachedCalc(5, 3)) -- 直接输出: 23 (使用缓存)