彻底搞懂Lua闭包

一、基础：词法作用域

在深入闭包之前，我们必须先理解一个前置概念：词法作用域。

Lua 具有词法作用域，这意味着变量的可见范围是由其声明所在的代码块决定的 。在Lua 中，变量的作用域从声明开始，直到包含该声明的最内部块结束为止。未用 local 关键字声明的变量默认为全局变量。

Lua 词法作用域的特点：

局部变量： 使用 local 关键字声明的变量只在它们被声明的代码块（如 do...end 或函数体）内有效。
全局变量： 不使用 local 声明的变量是全局变量，在整个程序中都可见。
嵌套函数和闭包： 词法作用域使得内部函数可以访问外部函数的变量，这种机制是通过 upvalue 来实现的，它们共同构成了闭包。
块作用域： Lua 没有传统意义上的块级作用域，只区分全局和局部作用域。对于用 local 声明的变量，它们的作用域是词法确定的，而不是基于传统的块（如C++ 中的 if 或 for 块）。

二、闭包的实现：使用函数作为返回值

把内部函数作为 outer_function 的返回值。

lua 复制代码

function make_printer()
    local outer_var = "I am remembered!"

    -- 创建并返回这个内部函数
    return function()
        print(outer_var)
    end
end

-- 1. 调用 make_printer，它返回了内部的那个匿名函数
local my_printer = make_printer()

-- 2. 注意！此时 make_printer() 已经执行完毕了！
--    理论上，它的局部变量 outer_var 应该已经被销毁了，但是因为内部的内部函数还在引用，所以并未真正销毁。

-- 3. 但当我们调用返回的函数时...
my_printer() -- 输出: I am remembered!

这就是一个最简单的闭包。my_printer 不仅仅是一个函数，它是一个闭包实例 ，它"关闭并包围"了它需要的非局部变量 outer_var。这个被捕获的变量 outer_var 在 Lua 中被称为Upvalue。

三、闭包是独立的：一座工厂，多个实例

闭包最强大的地方在于，每次调用外部的"工厂函数"，都会创建一个全新的、独立的闭包，拥有自己独立的 Upvalue 实例。

让我们看一个经典的计数器例子：

lua 复制代码

function make_counter()
    local count = 0
    return function()
        count = count + 1
        return count
    end
end

-- 创建第一个计数器
local counter_A = make_counter()
print(counter_A()) -- 输出: 1
print(counter_A()) -- 输出: 2

-- 创建第二个、完全独立的计数器
local counter_B = make_counter()
print(counter_B()) -- 输出: 1 (它有自己的 count，从 0 开始)
print(counter_A()) -- 输出: 3 (counter_A 的 count 不受影响)
print(counter_B()) -- 输出: 2

make_counter 就像一个工厂。每次调用它，都会生产出一个新的计数器。每个计数器都有自己私有的、互不干扰的 count 变量。count 对于外界是完全隐藏的，只能通过返回的那个函数来间接操作。

结语

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