Lua中的迭代器和泛型for學習總結

更新時間：2014年09月29日 10:16:35 作者：果凍想

這篇文章主要介紹了Lua中的迭代器和泛型for學習總結,本文講解了迭代器和泛型for的基礎知識、泛型for的語義、無狀態(tài)的迭代器等內容,需要的朋友可以參考下

前言

迭代器就是一種可以遍歷一種集合中所有元素的機制，在Lua中，通常將迭代器表示為函數(shù)。每調用一次函數(shù)，就返回集合中的“下一個”元素。每個迭代器都需要在每次成功調用之后保存一些狀態(tài)，這樣才能知道它所在的位置及如何走到下一個位置，通過之前博文的總結，閉包對于這樣的任務提供了極佳的支持?，F(xiàn)在我們就用代碼來實現(xiàn)一個簡單的迭代器。

復制代碼代碼如下:

function values(tb)

     local i = 0

     return function ()

          i = i + 1

          return tb[i]

     end

end

local testTb = {10, 20, 30}

for value in values(testTb) do

     print(value)

end

這就是一個最簡單的迭代器，使用閉包來完成整個任務；這只是一個簡單的例子，接下來，再看看泛型for的語義。

泛型for的語義

泛型for比較復雜，它在循環(huán)過程內保存了迭代器函數(shù)。它實際上保存著3個值：一個迭代器函數(shù)、一個恒定狀態(tài)和一個控制變量。接下來，分別進行總結。
泛型for的語法如下：

復制代碼代碼如下:

for <var-list> in <exp-list> do

     <body>

end

其中，<var-list>是一個或多個變量名的列表，以逗號分隔；<exp-list>是一個或多個表達式的列表，同樣以逗號分隔。通常表達式列表只有一個元素，即一句對迭代器函數(shù)的調用。例如：

復制代碼代碼如下:

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

for做的第一件事就是對in后面的表達式求值，這些表達式應該返回3個值供for保存：迭代器函數(shù)、恒定狀態(tài)和控制變量的初值。這里和多重賦值是一樣的，只有最后一個表達式才會產(chǎn)生多個結果，并且只會保留前3個值，多余的值會被丟棄；而不夠的話，就以nil補足。

在初始化完成以后，for會以恒定狀態(tài)和控制變量來調用迭代器函數(shù)。然后for將迭代器函數(shù)的返回值賦予變量列表中的變量。如果第一個返回值為nil，那么循環(huán)就終止，否則，for執(zhí)行它的循環(huán)體，隨后再次調用迭代器函數(shù)，并重復這個過程。在前言部分的代碼中，只是返回了迭代器函數(shù)，并沒有返回恒定狀態(tài)和控制變量。下面通過代碼來說明這個問題，比如：

復制代碼代碼如下:

for var_1, ..., var_n in <explist> do <block> end -- 就等價于以下代碼：

do

     local _f, _s, _var = <explist>    -- 返回迭代器函數(shù)、恒定狀態(tài)和控制變量的初值

     while true do

          local var_1, ..., var_n = _f(_s, _var)

          _var = var_1

          if _var == nil then break end

          <block>

          end

     end

end

無狀態(tài)的迭代器

所謂“無狀態(tài)的迭代器”，就是一種自身不保存任何狀態(tài)的迭代器。因此，我們可以在多個循環(huán)中使用同一個無狀態(tài)的迭代器，避免創(chuàng)建新的閉包的開銷。

在每次迭代中，for循環(huán)都會用恒定狀態(tài)和控制變量來調用迭代器函數(shù)。一個無狀態(tài)的迭代器可以根據(jù)這兩個值來為下次迭代生成下一個元素。這類迭代器的代表就是ipairs。它可以用來迭代一個數(shù)組的所有元素。如下述演示代碼：

復制代碼代碼如下:

local aTb = {"One", "Two", "Three"}

for i, v in ipairs(aTb) do

     print(i, v)

end

在這里，迭代器狀態(tài)就是需要遍歷的table（一個恒定狀態(tài)，它不會在循環(huán)中改變）及當前的索引值（控制變量）。我們可以使用Lua代碼來實現(xiàn)ipairs，大概就如下代碼：

復制代碼代碼如下:

local function iter(a, i)

     i = i + 1

     local v = a[i]

     if v then

          return i, v

     end

end

function ipairs(a)

     return iter, a, 0

end

函數(shù)pairs與ipairs類似，也是用于遍歷一個table中的所有元素。不同的是，它的迭代器函數(shù)是Lua中的一個基本函next。

復制代碼代碼如下:

function pairs(a)

     return next, t, nil

end

在調用next(t, k)時，k是table t的一個key。此調用會以table中的任意次序返回一組值：此table的下一個key，及這個key所對應的值。而調用next(t, nil)時，返回table的第一組值。若沒有下一組值時，next返回nil。所以，我們也可以使用next來判斷一個table是否為空。

對于大家經(jīng)常迷惑的ipairs和pairs的區(qū)別，在這里就能看的一清二楚了，ipairs只能用于遍歷index是整型的table，同時，由于ipairs返回的控制變量初值為0，這就決定了，ipairs只能訪問index從1開始的key和value；ipairs不能返回nil，當key對應的值為nil時，就直接終止遍歷；而pairs則沒有要求。關于ipairs和pairs的具體差異，請參考這篇博文：點這里。

當然了，有了無狀態(tài)的迭代器，就有了有狀態(tài)的迭代器了，有狀態(tài)的迭代器就是專門用一個table來保存狀態(tài)；在無狀態(tài)的迭代器中，我們每一次都是迭代一個table，這個table就是一個無狀態(tài)的table，它不會再遍歷的過程中發(fā)生變化，而有狀態(tài)的迭代器，則會在遍歷的過程中對迭代的table進行變更，迭代的table的狀態(tài)也隨之發(fā)生了變化。這里不做詳細的總結。

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