《Lua快速入门》3.函数与模块

By Leeting Yan

January 21, 2025

函数与模块

1. 函数的定义与调用

1.1 函数的基本概念

函数是 Lua 中的一等公民，可以像变量一样被赋值、传递和返回。函数的主要作用是将代码模块化，提高代码的复用性和可读性。

1.2 函数的定义

Lua 使用 function 关键字定义函数，语法如下：

function function_name(arg1, arg2, ...)
    -- 函数体
    return result
end

示例：

function add(a, b)
    return a + b
end
print(add(10, 20))  -- 输出: 30

1.3 函数的调用

函数通过函数名和参数列表调用。Lua 支持多返回值，函数可以返回多个值。

function swap(a, b)
    return b, a
end
local x, y = swap(10, 20)
print(x, y)  -- 输出: 20 10

1.4 函数的参数

固定参数：函数可以接受固定数量的参数。
可变参数：使用 ... 表示可变参数，通过 {...} 或 select("#", ...) 获取参数。

function sum(...)
    local result = 0
    for _, v in ipairs({...}) do
        result = result + v
    end
    return result
end
print(sum(1, 2, 3, 4))  -- 输出: 10

1.5 函数的返回值

函数可以返回多个值，用逗号分隔。
如果函数没有显式返回值，则返回 nil。

function max(a, b)
    if a > b then
        return a
    else
        return b
    end
end
print(max(10, 20))  -- 输出: 20

2. 匿名函数和闭包

2.1 匿名函数

匿名函数是没有名称的函数，可以直接赋值给变量或作为参数传递。

local add = function(a, b)
    return a + b
end
print(add(10, 20))  -- 输出: 30

2.2 闭包

闭包是指一个函数可以访问其外部作用域中的变量，即使外部函数已经执行完毕。

function createCounter()
    local count = 0
    return function()
        count = count + 1
        return count
    end
end
local counter = createCounter()
print(counter())  -- 输出: 1
print(counter())  -- 输出: 2

2.3 闭包的应用

状态保持：闭包可以用于保存函数的状态。
回调函数：闭包可以作为回调函数传递给其他函数。

function createAdder(x)
    return function(y)
        return x + y
    end
end
local add5 = createAdder(5)
print(add5(10))  -- 输出: 15

3. Lua 的模块与包管理

3.1 模块的概念

模块是将相关函数和变量组织在一起的方式，通常存储在一个独立的 Lua 文件中。模块可以提高代码的可维护性和复用性。

3.2 创建模块

一个模块通常是一个表，包含函数和变量。模块文件以 .lua 为扩展名。

-- mymodule.lua
local M = {}  -- 模块表

function M.add(a, b)
    return a + b
end

function M.sub(a, b)
    return a - b
end

return M  -- 返回模块表

3.3 使用模块

使用 require 函数加载模块，模块文件需要放在 Lua 的模块搜索路径中。

local mymodule = require("mymodule")
print(mymodule.add(10, 20))  -- 输出: 30

3.4 模块搜索路径

Lua 通过 package.path 和 package.cpath 查找模块文件。可以通过修改这两个变量来添加自定义路径。

package.path = package.path .. ";./?.lua"
local mymodule = require("mymodule")

3.5 包管理工具（LuaRocks）

LuaRocks 是 Lua 的包管理工具，用于安装和管理第三方模块。

3.5.1 安装 LuaRocks

在 Linux 上：
```
sudo apt-get install luarocks
```
在 macOS 上：
```
brew install luarocks
```

3.5.2 使用 LuaRocks 安装模块

luarocks install luasocket

3.5.3 使用 LuaRocks 管理模块

列出已安装的模块：
```
luarocks list
```
卸载模块：
```
luarocks remove luasocket
```

4. 总结

函数与模块是 Lua 编程的核心内容。通过函数，可以将代码模块化，提高代码的复用性和可读性；通过模块，可以将相关功能组织在一起，便于管理和维护。掌握这些知识后，您可以编写更加复杂和高效的 Lua 程序。