Lua学习笔记（三）
八、迭代器与泛型for迭代器是一种可以遍历一种集合中所有元素的机制。在Lua中，迭代器用函数表示，每调用一次函数即返回集合中的“下一个”元素。 1、迭代器与closure每个迭代器都需要在每次成功调用之间保持一些状态，这样才能知道它所在位置及如何到下一个位置。closure为此提供了支持。因此迭代器遍历集合需要一个closure和创建该closure的工厂函数。 例如一个用于遍历数组的工厂函数（返回一个迭代器函数）： function values(t)?? --t is a table ?????? local i=0 ?????? return function () i=i+1;return t[i] end end values()是一个工厂，返回的函数用于遍历一个table。每当调用values函数就创建一个新的closure（包括迭代函数和相关的非局部的变量）。 使用values有以下方法： ①while t={10,20,30} it=values(t)??? --???? 创建迭代器 while true do ?????? local element=it()?? --调用迭代器获得集合的值 ?????? if element == nil then break ?????? else print(element) ?????? end end ②泛型for for element invalues(t) do ?????? print(element) end 泛型for在内部保存了迭代函数，因此不需要显式地指定一个values返回值（it）。 2、泛型for的语义对于上述while的循环，每次调用迭代器都要创建一个新的闭包（每执行一次closure就不同了？？？）。在某些情况下，这种开销是不允许的。而泛型for自身保存了迭代器状态。 泛型for循环保存了3个值：迭代器函数、状态常量（invariant state）、控制变量（control variable）。 泛型for的语法如下： for<var-list> in <exp-list> do ?????? <body> end var-list是一个或多个变量列表。exp-list是一个或多个表达式列表，通常只含一个元素即对工厂函数的调用。 变量列表的第一个元素称为“控制变量”。 泛型for执行过程如下： ①对exp-list求值，得到3个值，即迭代器函数、状态常量、控制变量。exp-list与多重赋值一样，返回多个值时只保留前三个，并且只有最后一个表达式可获得多个结果。不足三个时补nil。 ②初始化后用状态常量和控制变量调用迭代器函数——对于 for 结构来说，状态常量没有用处，仅仅在初始化时获取他的值并传递给迭代函数。 ③将迭代器函数的返回值赋给var-list。 ④如果第一个返回值为nil则结束循环，否则执行循环体。 ⑤执行第②步，用新的控制变量（③得到的）作为参数调用迭代函数。 总的来说，用语句表示如下： for var_1,…,var_nin <exp-list> do <block> end 等同于 do local _f,_s,_var=<exp-list> ?????? while ture do ????????????? local var_1,var_n = _f(_s,_var) ????????????? _var = var_1 ????????????? if _var ==nil then break end ????????????? <block> ?????? end end _f,_var分别表示迭代器函数、状态常量、控制变量。在用_f对变量列表初始化后，将第一个变量赋值给控制变量，当控制变量为nil时结束循环。 3、无状态的迭代器（泛型for）正如上一节介绍的泛型for机制，for来遍历table只用到了它自带的三个变量来实现。这种自身不保存任何状态的迭代器称为“无状态的迭代器”。这样可以在多个for循环中使用同一个“无状态的迭代器”，避免创建新的closure。 ipairs就是一个例子： local functioniter(a,i) ?????? i=i+1 ?????? local v=a[i] ?????? if v then ????????????? return i,v ?????? end end --ipairs函数实现 function ipairs(a) ?????? return iter,a,0 end ????? ipairs返回了迭代器函数（iter）、状态常量（a，即要遍历的table）、控制变量的初值（0）。通过这三个变量就可以完成对table的遍历。是通过保存table和return i并作为遍历下一个元素的参数传入迭代器函数的方式来遍历的，不需要创建closure。 ????? pairs函数的迭代器函数是一个基本函数next： ?????? function pairs(t) ????????????? return next,t,nil ?????? end ????? 调用next(t,k)时，k是table t的一个key，返回任意的一组值：此table的下一个key和对应的value。而调用next(t,nil)时返回第一组值（key-value），没有下一组时next返回nil。 ????? 可以直接使用next来遍历，而不用pairs： ????? for k,v in next,t do --_f=next,_s=t,_var=nil ????????????? <block> ?????? end 4、复杂状态的迭代器泛型for只能提供状态常量和控制变量来保存状态，不能满足需要保存很多状态的迭代器。这个时候有两个解决方案：closure和table。closure的使用与第一节讲的那样（values例子的closure只保存了i但可以保存更多）；而table是指用一个table来保存多个状态。这个table可以修改其中的内容，即更新它保存的状态值，来达到控制遍历（结束条件）。 --table保存多个状态值风格的迭代器 function allwords() ?????? local state={line=io.read(),pos=1} ?????? return iterator,state end functioniterator(state) ?????? while state.line do ????????????? local s,e=string.find(state.line,"%w+",state.pos) ????????????? if s then ???????????????????? state.pos=e+1 ???????????????????? returnstring.sub(state.line,s,e) ????????????? else ???????????????????? state.line=io.read() ???????????????????? state.pos=1 ????????????? end ?????? end ?????? return nil end io.input("./words.txt") for word inallwords() do ?????? print(word) end 虽然state是定义在allwords()函数中的局部变量，但它return了这个局部变量赋给泛型for的_s变量（在调用allwords()时），因此也不存在closure。但是closure比用table更加高效。因为创建一个closure比创建一个table更廉价，并且访问“非局部的变量”比访问table字段更快。 5、“真正”的迭代器上述的迭代器其实是一个工厂函数，更准确的叫法应该是“生成器（generator）”。本节的“‘真正’的迭代器”是指在一个函数中完成迭代操作，而不是返回一个迭代器函数。也就不需要再用循环语句去调用返回的迭代器函数。这种迭代器接受一个函数作为参数，并在其内部的循环中调用这个函数。 functionallwords(f) --函数作为参数 ?????? for line in io.lines() do ????????????? for word instring.gmatch(line,"%w+") do ???????????????????? f(word) --在循环中调用函数 ????????????? end ?????? end end allwords(print)--调用迭代器。单纯的打印单词。 也可以使用匿名函数作为参数。 “真正的迭代器”是老版本中的用法，因为那时没有for语句。两者都有相同的开销，但“生成器”更具灵活性——它允许两个或多个并行的迭代过程（例如要逐字比较两个文件，那就需要同时遍历两个文件），其次它允许在迭代中使用break和return。而在真正的迭代器风格写法中 return 语句只是从匿名函数中返回而不是退出循环。 6、小结本章是介绍如何设计迭代器和泛型for的原理。迭代器实现主要有
（编辑：李大同） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |