前言
在 Lua 编程中，函数是构建程序的基础模块。无论是简单的脚本还是复杂的应用程序，都离不开函数的灵活运用。本文将深入探讨 Lua 5.1 中函数的各种形式和实际应用场景。
一、基础函数定义：程序的基石
1.1 全局函数
全局函数是最基本的函数形式，适用于在整个程序中可访问的通用功能：
Lua
-- 计算两数之和
function add(a, b)
return a + b
end
-- 判断数字是否为偶数
function isEven(num)
return num % 2 == 0
end
-- 使用示例
local result = add(10, 20)
print("10 + 20 =", result) -- 输出: 10 + 20 = 30
if isEven(15) then
print("15是偶数")
else
print("15是奇数") -- 输出: 15是奇数
end1.2 局部函数
局部函数限制在特定作用域内，避免污染全局命名空间，提高代码可维护性：
Lua
-- 在模块内部使用局部函数
local function calculateAverage(numbers)
local sum = 0
for i = 1, #numbers do
sum = sum + numbers[i]
end
return sum / #numbers
end
local function findMax(numbers)
local max = numbers[1]
for i = 2, #numbers do
if numbers[i] > max then
max = numbers[i]
end
end
return max
end
-- 主函数
function processScores(scores)
local avg = calculateAverage(scores)
local max = findMax(scores)
return avg, max
end
-- 使用示例
local testScores = {85, 92, 78, 96, 88}
local average, highest = processScores(testScores)
print("平均分:", average) -- 输出: 平均分: 87.8
print("最高分:", highest) -- 输出: 最高分: 96二、Table 中的函数：面向对象编程的核心
2.1 方法定义与使用
在 Lua 中，table 可以包含函数，这是实现面向对象编程的基础：
Lua
-- 创建玩家对象
local player = {
name = "冒险者",
level = 1,
health = 100,
attack = 10
}
-- 定义方法
function player:levelUp()
self.level = self.level + 1
self.attack = self.attack + 5
self.health = self.health + 20
print(self.name .. "升级到 " .. self.level .. " 级！")
end
function player:takeDamage(damage)
self.health = self.health - damage
if self.health <= 0 then
print(self.name .. " 倒下了！")
self.health = 0
else
print(self.name .. " 受到 " .. damage .. " 点伤害，剩余生命: " .. self.health)
end
end
function player:attackTarget(target)
print(self.name .. " 攻击 " .. target.name .. " 造成 " .. self.attack .. " 点伤害")
target:takeDamage(self.attack)
end
-- 使用示例
local monster = {
name = "哥布林",
health = 50
}
player:levelUp() -- 输出: 冒险者升级到 2 级！
player:attackTarget(monster) -- 输出: 冒险者 攻击 哥布林 造成 15 点伤害2.2 冒号语法 vs 点语法
理解两种调用方式的区别至关重要：
Lua
local car = {
brand = "Toyota",
speed = 0
}
-- 使用冒号语法（自动传递self）
function car:accelerate(increment)
self.speed = self.speed + (increment or 10)
print(self.brand .. " 加速到 " .. self.speed .. " km/h")
end
-- 使用点语法（需要显式传递self）
function car.brake(self, decrement)
self.speed = math.max(0, self.speed - (decrement or 10))
print(self.brand .. " 减速到 " .. self.speed .. " km/h")
end
-- 调用方式
car:accelerate(20) -- 正确：Toyota 加速到 20 km/h
car.accelerate(car, 20) -- 正确：等价于上面的调用
car.brake(car, 5) -- 正确：Toyota 减速到 15 km/h
car:brake(5) -- 正确：等价于上面的调用三、匿名函数：灵活的回调机制
3.1 事件处理与回调
匿名函数在事件驱动编程中非常有用：
Lua
-- 模拟按钮点击事件
local button = {
onClick = nil
}
function button:setClickHandler(handler)
self.onClick = handler
end
function button:click()
if self.onClick then
self.onClick(self)
end
end
-- 使用匿名函数作为事件处理器
button:setClickHandler(function(btn)
print("按钮被点击了！")
print("执行登录操作...")
end)
-- 触发点击事件
button:click() -- 输出: 按钮被点击了！执行登录操作...3.2 数组处理与高阶函数
Lua
-- 自定义map函数
function map(array, transform)
local result = {}
for i, value in ipairs(array) do
result[i] = transform(value)
end
return result
end
-- 自定义filter函数
function filter(array, predicate)
local result = {}
for i, value in ipairs(array) do
if predicate(value) then
table.insert(result, value)
end
end
return result
end
-- 使用示例
local numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
-- 将每个数字平方
local squares = map(numbers, function(x)
return x * x
end)
print("平方结果:", table.concat(squares, ", "))
-- 过滤出偶数
local evens = filter(numbers, function(x)
return x % 2 == 0
end)
print("偶数:", table.concat(evens, ", "))四、闭包：状态保持的魔法
4.1 计数器与状态管理
闭包可以让函数"记住"之前的状态：
Lua
-- 创建计数器
function createCounter(initialValue)
local count = initialValue or 0
return {
increment = function()
count = count + 1
return count
end,
decrement = function()
count = count - 1
return count
end,
getValue = function()
return count
end,
reset = function()
count = initialValue or 0
return count
end
}
end
-- 使用示例
local counter = createCounter(10)
print(counter.increment()) -- 输出: 11
print(counter.increment()) -- 输出: 12
print(counter.decrement()) -- 输出: 11
print(counter.getValue()) -- 输出: 11
print(counter.reset()) -- 输出: 104.2 配置化函数生成
Lua
-- 创建问候语生成器
function createGreeter(greetingStyle)
local style = greetingStyle or "casual"
return function(name)
if style == "formal" then
return "尊敬的 " .. name .. "，您好！"
elseif style == "casual" then
return "嘿，" .. name .. "！最近怎么样？"
elseif style == "friendly" then
return "你好啊，" .. name .. "！很高兴见到你！"
else
return "你好，" .. name .. "！"
end
end
end
-- 使用示例
local formalGreeter = createGreeter("formal")
local casualGreeter = createGreeter("casual")
print(formalGreeter("张三")) -- 输出: 尊敬的 张三，您好！
print(casualGreeter("李四")) -- 输出: 嘿，李四！最近怎么样？五、实用技巧与最佳实践
5.1 错误处理模式
Lua
-- 安全执行函数
function safeExecute(func, ...)
local success, result = pcall(func, ...)
if success then
return true, result
else
print("函数执行出错:", result)
return false, result
end
end
-- 使用示例
local function riskyDivision(a, b)
if b == 0 then
error("除数不能为零")
end
return a / b
end
local success, result = safeExecute(riskyDivision, 10, 0)
if success then
print("结果:", result)
else
print("计算失败") -- 输出: 计算失败
end5.2 函数缓存优化
Lua
-- 带缓存的函数
function createCachedFunction(originalFunc)
local cache = {}
return function(...)
local key = table.concat({...}, "_")
if cache[key] == nil then
cache[key] = originalFunc(...)
end
return cache[key]
end
end
-- 使用示例
local function expensiveCalculation(x, y)
print("执行复杂计算...")
return x * y + x + y
end
local cachedCalc = createCachedFunction(expensiveCalculation)
print(cachedCalc(5, 3)) -- 输出: 执行复杂计算... 然后输出: 23
print(cachedCalc(5, 3)) -- 直接输出: 23 (使用缓存)