一、Table
Table實際上是數組和哈希表的混合體。當保存以連續整數為索引的內容時,使用數組結構;而對于離散索引及鍵值對,則使用哈希表存儲。這樣做對于空間節省和查找效率都是有好處的,舉例:
tt = {"a" , "b" , "c"}
print(#tt) --> 3
tt[100] = "d"
print(#tt) --> 3 (100-"d"鍵值對放入哈希表)
tt[4] = "e"
print(#tt) --> 4
二、Closure
Lua的變量引用規則造成了閉包的出現,在Lua中一個復雜數據結構(table、function)被賦予一個變量時,變量僅僅拿取其引用。試考慮下面代碼片段:
local f1 = function() ... end
local f2 = function() ... end
local f3 = f1
判斷f1與f2是否相等,得到的結果為假,而f3與f1則為真。這是因為f1與f2引用了兩個不同的函數chunk(也可稱為“定義”),而f1直接將其引用(可以看成C/C++中的地址)賦給f3,故而相等。
理解了上面問題,再看看下面的一個函數:
function createCounter()
local x = 0
return function()
x = x + 1
print(x)
end
end
那么,下面c1與c2相等嗎?
c1 = createCounter()
c2 = createCounter()
由于createCounter中的return部分創建了一個新函數,因此c1和c2引用的函數并不相同。因為return的匿名函數中使用到了外部函數(即createCounter)的局部變量x,所以Lua必須要在某個地方保存這個變量,又因為每次返回的都是一個新函數,所以Lua不能共享createCounter中的x,進而Lua必須為每個新函數分配一個保存x的地方,這個問題導致了閉包概念的產生。
通過上面分析,可以明白是語言機制導致了閉包,而絕非Lua作者故意制造出這么一個看似有點神秘的東西。
下面給出閉包的定義:一個保留了創建時上下文的函數。而upvalue的定義是:被閉包訪問的保留變量。實際上所有在Lua中創建的函數都是閉包,在許多情況下僅有一個原型的閉包存在,因為函數塊只執行了一次(也可以說定義了一次)。
下面代碼用閉包實現了一個對象工廠:
local function CounterFactory()
local x = 0
return
{
Increase = function()
x = x + 1
end ,
Decrease = function()
x = x - 1
end ,
GetValue = function()
return x
end
}
end
local c1 = CounterFactory()
local c2 = CounterFactory()
c1.Increase()
c1.Increase()
print(c1.GetValue())
三、Tail Call
首先需要明確What is ‘Tail Call’?——其形式為“return f(…)”,return語句中的函數調用僅限于單一調用,涉及函數返回值運算的復合表達式不是尾調用,如:return i * f(i - 1)。由定義可以看出尾調用實際上是對位于返回語句中的函數調用的優化。通常調用一個函數都需要將其上下文入棧,然后再進入被調函數。在Lua中執行符合尾調用形式的函數時,因為該函數已經沒有代碼需要執行了,故作者作了不保存上下文的優化。這樣帶來的好處是:對于精心構建的遞歸調用,不需要有棧的消耗,因而絕對不會出現overflow,看看下面遞歸調用產生的死循環:
local function f(n)
local i = n + 1
print(i)
return f(i) -- tail call
end
f(0)
四、Metatable
Metatable常用來擴展table的行為,通過setmetatable(table , metatable)將metatable掛接到table上,很多開發者用該特性來實現面向對象的設計。Metatable中提供了Metamethods,這些方法都以雙下劃線__開頭,如:
__add , __call , __concat , __div , __eq , __index...
以上Metamethods中,__index被調用的條件是:key不在對應的table中。利用該特性可以實現類-對象、繼承等面向對象概念,下面是個簡單例子:
local Actor = {}
Actor.name = "unnamed"
Actor.hp = 100
Actor.dead = false
Actor.level = 1
Actor.type = "unknown"
function Actor:Say(text)
print(self.name..":"..text)
end
function Actor:IsDead()
return self.dead
end
local AttackableActor = setmetatable({ } , { __index = Actor })
AttackableActor.damage = 20
function AttackableActor:ReceiveHit(attacker)
self:Say("I'm being attacked by "..attacker.name)
self.hp = self.hp - attacker.damage
if self.hp <= 0 then
self:Say("I'm died :(")
self.dead = true
else
self:Say("My HP is "..self.hp)
end
end
function AttackableActor:Attack(target)
if target.dead == true then
self:Say("Oh, "..target.name.." has been dead!")
else
self:Say("I'm is attacking "..target.name)
target:ReceiveHit(self)
end
end
function CreateMonster(name , damage)
local m = setmetatable({ } , { __index = AttackableActor})
m.name = name
m.damage = damage
m.type = "monster"
return m
end
function CreatePlayer(name , damage)
local p = setmetatable({ } , { __index = AttackableActor})
p.name = name
p.damage = damage
p.type = "player"
return p
end
math.randomseed(os.time())
local boss = CreateMonster("Kerrigan" , math.floor(100 * math.random()))
local player = CreatePlayer("Raynor" , math.floor(100 * math.random()))
while player:IsDead() == false and boss:IsDead() == false do
player:Attack(boss)
boss:Attack(player)
end
五、Performance Tips
請參考Lua Performance Tips
六、總結
Lua是一門語法簡潔,用法靈活的動態語言。在全面掌握之后,需悉心使用乃可構造出簡潔高效的代碼。