超越面向对象：用函数式思维重塑你的Lua代码

一、函数是"一等公民"

这是 Lua 能够进行函数式编程的根本前提。这意味着函数和其他数据类型（如数字、字符串、表）的地位完全一样：

可以被赋值给变量
可以作为参数传递给其他函数
可以作为其他函数的返回值
可以存储在数据结构（如表）中

lua 复制代码

-- 1. 赋值给变量
local greet = function(name)
    print("Hello, " .. name)
end

-- 2. 作为参数传递
function call_twice(func, arg)
    func(arg)
    func(arg)
end
call_twice(greet, "Alice") -- "greet" 函数被当作参数传递

-- 3. 作为返回值
function create_adder(x)
    return function(y) -- 返回一个新的函数
        return x + y
    end
end
local add_five = create_adder(5) -- add_five 现在是一个会加5的函数
print(add_five(10)) -- 输出: 15

二、核心原则：纯函数与不可变性

函数式编程推崇两个重要原则：

纯函数 (Pure Functions)：
- 相同的输入永远产生相同的输出。
- 没有任何可观察到的副作用。 副作用是指修改函数外部的状态，比如修改全局变量、打印到控制台、写入文件、修改传入的表等。
不可变性 (Immutability)：
- 数据一旦创建，就不应被更改。
- 当需要"修改"数据时，函数式的方法是创建一个包含新值的副本。
- 这使得代码的行为非常可预测。你不必担心一个表在传递给某个函数后，其内容会被意外地篡改。

虽然 Lua 本身并不强制要求不可变性（table 是可变的），但在实践函数式风格时，我们应该自觉地遵循这个原则。

三、函数式编程的三大高阶函数：Map, Filter, Reduce

高阶函数（Higher-Order Function）是指那些接受函数作为参数或返回函数的函数。map, filter, reduce 是函数式编程工具箱中最经典的三件套。

由于 Lua 标准库没有内置它们，我们可以轻易地自己实现。

1. Map

map 函数接收一个列表和一个转换函数，然后对列表中的每一个元素应用该函数，最后返回一个包含所有新结果的新列表。

lua 复制代码

function map(list, func)
    local new_list = {}
    for i, v in ipairs(list) do
        new_list[i] = func(v)
    end
    return new_list
end
local numbers = {1, 2, 3, 4}
local squares = map(numbers, function(n) return n * n end)
-- squares is now {1, 4, 9, 16}
-- 原始的 numbers 列表没有被改变

2. Filter

filter 函数接收一个列表和一个断言函数（返回 true 或 false），然后返回一个只包含那些使断言函数返回 true 的元素的新列表。

lua 复制代码

function filter(list, predicate)
    local new_list = {}
    for _, v in ipairs(list) do
        if predicate(v) then
            table.insert(new_list, v)
        end
    end
    return new_list
end
local numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
local evens = filter(numbers, function(n) return n % 2 == 0 end)
-- evens is now {2, 4, 6}

3. Reduce

reduce 函数最具威力。它接收一个列表、一个聚合函数和一个初始值。它会遍历列表，反复将当前元素和累积结果传入聚合函数，最终将列表 "减少"为一个单一的值。

lua 复制代码

function reduce(list, func, initial)
    local accumulator = initial
    for _, v in ipairs(list) do
        accumulator = func(accumulator, v)
    end
    return accumulator
end
local numbers = {1, 2, 3, 4}
local sum = reduce(numbers, function(acc, current) return acc + current end, 0)
-- sum is 10 ((((0+1)+2)+3)+4)
local product = reduce(numbers, function(acc, current) return acc * current end, 1)
-- product is 24 ((((1*1)*2)*3)*4)

结语

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