lua 输出复杂对象 lua语言for

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数据科学家 2024-03-26 23:52:54

文章标签 lua 输出复杂对象 lua 迭代控制变量函数调用 文章分类 游戏开发

今天看Lua基础里面的迭代器和泛性for语义，感觉很有意思，特别是为什么闭包可以用作泛性for语义的迭代器这一点，需要思考一下，所以记录一下：

首先我们要知道循环过程中范性for在自己内部保存迭代函数，实际上它保存三个值：迭代函数、状态常量、控制变量。然后for语义执行的过程为：
第一，初始化，计算in后面表达式的值，表达式应该返回范性for需要的三个值：迭代函数、状态常量、控制变量；与多值赋值一样，如果表达式返回的结果个数不足三个会自动用nil补足，多出部分会被忽略。
第二，将状态常量和控制变量作为参数调用迭代函数（注意：对于for结构来说，状态常量没有用处，仅仅在初始化时获取他的值并传递给迭代函数）。
第三，将迭代函数返回的值赋给变量列表。
第四，如果返回的第一个值为nil循环结束，否则执行循环体。
第五，回到第二步再次调用迭代函数。

比如我们不用闭包的方式实现一个类似于ipair()的函数可以这样：

function iter (a, i)
    i = i + 1
    local v = a[i]
    if v then
       return i, v
    end
end

function similar_ipairs_normal (a)
    return iter, a, 0
end

如上所示，当我们使用for循环一个table时，可以这样用：

tb = {'one','two','three','four'}
for i,j in similar_ipairs_normal(tb) do
    print(i,j)
end

我们按照范式for语义可以一步一步分析：

第一步：调用一次similar_ipairs_normal (a)函数，很显然，返回iter、a、0分别对应：迭代函数 = iter、状态常量 = a、控制变量 = 0。
第二步，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即iter(a,0)这样返回的结果就是1,v = a[1] = "one"
第三步，将迭代函数返回的值赋值给参数列表，这样就使得参数i = 1, j = "one"
第四步，继续循环，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即iter(a,1)这样返回的结果就是2,v = a[2] = "two"
第五步：将迭代函数返回的值赋值给参数列表，这样就使得参数i = 2, j = "two"
第六步，继续循环，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即iter(a,2)这样返回的结果就是3,v = a[3] = "three"
第七步：将迭代函数返回的值赋值给参数列表，这样就使得参数i = 3, j = "three"
第八步，继续循环，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即iter(a,3)这样返回的结果就是4,v = a[4] = "four"
第九步：将迭代函数返回的值赋值给参数列表，这样就使得参数i = 4, j = "four"
第十步：继续循环，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即iter(a,4)这时，可以看出i = 4+1 = 5,v = a[5] = nil，这样就使得if v 不成立，就不会进入return i v语句，这时显然返回的值为nil,这样一来，循环就结束了。

如果使用闭包来代替范性for语义的迭代器的话，我们以这样使用：

function similar_ipairs_closure(a)
    i = 0
    return function()
        i = i+1
        local v = a[i]
        if v then
        return i,v
        end
    end
end

如上所示，当我们使用for循环一个table时，可以这样用：

tb = {'one','two','three','four'}
for i,j in similar_ipairs_closure(tb) do
    print(i,j)
end

我们按照范式for语义可以一步一步分析：

第一步：调用一次similar_closure (a)函数，很显然，返回一个内部匿名函数function()(这个function里面存着局部外部变量i = 0、待传入表a)，这时分别对应：迭代函数 = iter、状态常量 = nil、控制变量 = nil。
第二步，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即function(nil,nil) = function()，即直接调用匿名函数，这样返回的结果就是1,v = a[1] = "one"
第三步，将迭代函数返回的值赋值给参数列表，这样就使得参数i = 1, j = "one"
第四步，继续循环，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即function(a,1) = function()，即直接调用匿名函数这样返回的结果就是2,v = a[2] = "two"
第五步：将迭代函数返回的值赋值给参数列表，这样就使得参数i = 2, j = "two"
第六步，继续循环，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即function(a,2) = function()，即直接调用匿名函数这样返回的结果就是3,v = a[3] = "three"
第七步：将迭代函数返回的值赋值给参数列表，这样就使得参数i = 3, j = "three"
第八步，继续循环，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即function(a,3) = function()，即直接调用匿名函数这样返回的结果就是4,v = a[4] = "four"
第九步：将迭代函数返回的值赋值给参数列表，这样就使得参数i = 4, j = "four"
第十步：继续循环，将状态常量和控制变量作为参数让迭代函数调用，即function(a,4) = function()，即直接调用匿名函数这时，可以看出i = 4+1 = 5,v = a[5] = nil，这样就使得if v 不成立，就不会进入return i v语句，这时显然返回的值为nil,这样一来，循环就结束了。