深入談?wù)刲ua中神奇的table

前言

最近在嘗試配置 awesome WM，因此粗略地學(xué)習(xí)了一下 lua 。 在學(xué)習(xí)過程中，我完全被 table 在 lua 中的應(yīng)用所鎮(zhèn)住了。

table 在 lua 中真的是無處不在:首先,它可以作為字典和數(shù)組來用; 此外，它還可以被用于設(shè)置閉包環(huán)境、module; 甚至可以用來模擬對象和類

字典

table 最基礎(chǔ)的作用就是當(dāng)成字典來用。 它的 key 值可以是除了 nil 之外的任何類型的值。

t={}
t[{}] = "table"  -- key 可以是 table
t[1] = "int"  -- key 可以是整數(shù)
t[1.1] = "double" -- key 可以是小數(shù)
t[function () end] = "function" -- key 可以是函數(shù)
t[true] = "Boolean" -- key 可以是布爾值
t["abc"] = "String" -- key 可以是字符串
t[io.stdout] = "userdata" -- key 可以是userdata
t[coroutine.create(function () end)] = "Thread" -- key可以是thread

當(dāng)把 table 當(dāng)成字典來用時，可以使用 pairs 函數(shù)來進(jìn)行遍歷。

for k,v in pairs(t) do
 print(k,"->",v)
end

運行結(jié)果為:

1 ->  int
1.1 ->  double
thread: 0x220bb08 ->  Thread
table: 0x220b670  ->  table
abc ->  String
file (0x7f34a81ef5c0) ->  userdata
function: 0x220b340 ->  function
true  ->  Boolean

從結(jié)果中你還可以發(fā)現(xiàn)，使用 pairs 進(jìn)行遍歷時的順序是隨機的，事實上相同的語句執(zhí)行多次得到的結(jié)果是不一樣的。

table 中的key最常見的兩種類型就是整數(shù)型和字符串類型。 當(dāng) key 為字符串時，table可以當(dāng)成結(jié)構(gòu)體來用。同時形如 t["field"] 這種形式的寫法可以簡寫成 t.field 這種形式。

數(shù)組

當(dāng) key 為整數(shù)時，table 就可以當(dāng)成數(shù)組來用。而且這個數(shù)組是一個 索引從1開始 ，沒有固定長度，可以根據(jù)需要自動增長的數(shù)組。

a = {}
for i=0,5 do  -- 注意，這里故意寫成了i從0開始
 a[i] = 0
end

當(dāng)將 table 當(dāng)成數(shù)組來用時，可以通過 長度操作符 # 來獲取數(shù)組的長度

print(#a)

結(jié)果為

5

你會發(fā)現(xiàn)， lua 認(rèn)為 數(shù)組 a 中只有5個元素，到底是哪5個元素呢？我們可以使用使用 ipairs 對數(shù)組進(jìn)行遍歷:

for i,v in ipairs(a) do
 print(i,v)
end

結(jié)果為

1 0
2 0
3 0
4 0
5 0

從結(jié)果中你會發(fā)現(xiàn) a 的0號索引并不認(rèn)為是數(shù)組中的一個元素，從而也驗證了 lua 中的數(shù)組是從 1開始索引的

另外，將table當(dāng)成數(shù)組來用時，一定要注意索引不連貫的情況，這種情況下 # 計算長度時會變得很詭異

a = {}
for i=1,5 do
 a[i] = 0
end
a[8] = 0   -- 雖然索引不連貫，但長度是以最大索引為準(zhǔn)
print(#a)
a[100] = 0   -- 索引不連貫，而且長度不再以最大索引為準(zhǔn)了
print(#a)

結(jié)果為：

8
8

而使用 ipairs 對數(shù)組進(jìn)行遍歷時，只會從1遍歷到索引中斷處

for i,v in ipairs(a) do
 print(i,v)
end

結(jié)果為：

1 0
2 0
3 0
4 0
5 0

環(huán)境(命名空間)

lua將所有的全局變量/局部變量保存在一個常規(guī)table中，這個table一般被稱為全局或者某個函數(shù)(閉包)的環(huán)境。

為了方便，lua在創(chuàng)建最初的全局環(huán)境時，使用全局變量 _G 來引用這個全局環(huán)境。因此，在未手工設(shè)置環(huán)境的情況下，可以使用 _G[varname] 來存取全局變量的值.

for k,v in pairs(_G) do
 print(k,"->",v)
end

rawequal  ->  function: 0x41c2a0
require ->  function: 0x1ea4e70
_VERSION  ->  Lua 5.3
debug ->  table: 0x1ea8ad0
string  ->  table: 0x1ea74b0
xpcall  ->  function: 0x41c720
select  ->  function: 0x41bea0
package ->  table: 0x1ea4820
assert  ->  function: 0x41cc50
pcall ->  function: 0x41cd10
next  ->  function: 0x41c450
tostring  ->  function: 0x41be70
_G  ->  table: 0x1ea2b80
coroutine ->  table: 0x1ea4ee0
unpack  ->  function: 0x424fa0
loadstring  ->  function: 0x41ca00
setmetatable  ->  function: 0x41c7e0
rawlen  ->  function: 0x41c250
bit32 ->  table: 0x1ea8fc0
utf8  ->  table: 0x1ea8650
math  ->  table: 0x1ea7770
collectgarbage  ->  function: 0x41c650
rawset  ->  function: 0x41c1b0
os  ->  table: 0x1ea6840
pairs ->  function: 0x41c950
arg ->  table: 0x1ea9450
table ->  table: 0x1ea5130
tonumber  ->  function: 0x41bf40
io  ->  table: 0x1ea5430
loadfile  ->  function: 0x41cb10
error ->  function: 0x41c5c0
load  ->  function: 0x41ca00
print ->  function: 0x41c2e0
dofile  ->  function: 0x41cbd0
rawget  ->  function: 0x41c200
type  ->  function: 0x41be10
getmetatable  ->  function: 0x41cb80
module  ->  function: 0x1ea4e00
ipairs  ->  function: 0x41c970

從lua 5.2開始，可以通過修改 _ENV 這個值(lua5.1中的setfenv從5.2開始被廢除)來設(shè)置某個函數(shù)的環(huán)境，從而讓這個函數(shù)中的執(zhí)行語句在一個新的環(huán)境中查找全局變量的值。

a=1    -- 全局變量中a=1
local env={a=10,print=_G.print} -- 新環(huán)境中a=10,并且確保能訪問到全局的print函數(shù)
function f1()
 local _ENV=env
 print("in f1:a=",a)
 a=a*10   -- 修改的是新環(huán)境中的a值
end

f1()
print("globally:a=",a)
print("env.a=",env.a)

in f1:a= 10
globally:a= 1
env.a= 100

另外，新創(chuàng)建的閉包都繼承了創(chuàng)建它的函數(shù)的環(huán)境

module

lua 中的模塊也是通過返回一個table來供模塊使用者來使用的。 這個 table中包含的是模塊中所導(dǎo)出的所有東西，包括函數(shù)和常量。

定義module的一般模板為

module(模塊名, package.seeall)

其中 module(模塊名) 的作用類似于

local modname = 模塊名
local M = {}                    -- M即為存放模塊所有函數(shù)及常數(shù)的table
_G[modname] = M
package.loaded[modname] = M
setmetatable(M,{__index=_G})    -- package.seeall可以使全局環(huán)境_G對當(dāng)前環(huán)境可見
local _ENV = M                  -- 設(shè)置當(dāng)前的運行環(huán)境為 M，這樣后續(xù)所有代碼都不需要限定模塊名了，所定義的所有函數(shù)自動變成M的成員
函數(shù)定義以及常量定義>

return M                        -- module函數(shù)會幫你返回module table，而無需手工返回

對象

lua 中之所以可以把table當(dāng)成對象來用是因為:

函數(shù)在 lua 中是一類值，你可以直接存取table中的函數(shù)值。 這使得一個table既可以有自己的狀態(tài)，也可以有自己的行為：

Account = {balance = 0}
function Account.withdraw(v)
 Account.balance = Account.balance - v
end

lua 支持閉包,這個特性可以用來模擬對象的私有成員變量

function new_account(b)
 local balance = b
 return {withdraw = function (v) balance = balance -v end,
  get_balance = function () return balance end
 }
end

a1 = new_account(1000)
a1.withdraw(10)
print(a1.get_balance())

990

不過，上面第一種定義對象的方法有一個缺陷，那就是方法與 Account 這個名稱綁定死了。 也就是說，這個對象的名稱必須為 Accout 否則就會出錯

a = Account
Account = nil
a.withdraw(10)     -- 會報錯，因為Accout.balance不再存在

為了解決這個問題，我們可以給 withdraw 方法多一個參數(shù)用于指向?qū)ο蟊旧?/p>

Account = {balance=100}
function Account.withdraw(self,v)
 self.balance = self.balance - v
end
a = Account
Account = nil
a.withdraw(a,10)     -- 沒問題，這個時候 self 指向的是a，因此會去尋找 a.balance
print(a.balance)

90

不過由于第一個參數(shù) self 幾乎總是指向調(diào)用方法的對象本身，因此 lua 提供了一種語法糖形式 object:method(...) 用于隱藏 self 參數(shù)的定義及傳遞. 這里冒號的作用有兩個，其在定義函數(shù)時往函數(shù)中地一個參數(shù)的位置添加一個額外的隱藏參數(shù) sef, 而在調(diào)用時傳遞一個額外的隱藏參數(shù) self 到地一個參數(shù)位置。 即 function object:method(v) end 等價于 function object.method(self,v) end, object:method(v) 等價于 object.method(object,v)

類

當(dāng)涉及到類和繼承時，就要用到元表和元方法了。事實上，對于 lua 來說，對象和類并不存在一個嚴(yán)格的劃分。

當(dāng)一個對象被另一個table的 __index 元方法所引用時，table就能引用該對象中所定義的方法，因此也就可以理解為對象變成了table的類。

類定義的一般模板為:

function 類名:new(o)
 o = o or {}
 setmetatable(o,{__index = self})
 return o
end

或者

function 類名:new(o)
 o = o or {}
 setmetatable(o,self)
 self.__index = self
 return o
end

相比之下，第二種寫法可以多省略一個table

另外有一點我覺得有必要說明的就是 lua 中的元方法是在元表中定義的，而不是對象本身定義的，這一點跟其他面向?qū)ο蟮恼Z言比較不同。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。