LUA教程迭代器与闭包-24

迭代器需要保留上一次成功调用的状态和下一次成功调用的状态,也就是他知道来自于哪里和将要前往哪里。闭包提供的机制可以很容易实现这个任务。记住:闭包是一个内部函数,它可以访问一个或者多个外部函数的外部局部变量。每次闭包的成功调用后这些外部局部变量都保存他们的值(状态)。当然如果要创建一个闭包必须要创建其外部局部变量。所以一个典型的闭包的结构包含两个函数:一个是闭包自己;另一个是工厂(创建闭包的函数)。

举一个简单的例子,我们为一个list写一个简单的迭代器,与ipairs()不同的是我们实现的这个迭代器返回元素的值而不是索引下标:

function list_iter (t)
    local i = 0
    local n = table.getn(t)
    return function ()
       i = i + 1
       if i <= n then return t[i] end
    end
end

这个例子中list_iter是一个工厂,每次调用他都会创建一个新的闭包(迭代器本身)。闭包保存内部局部变量(t,i,n),因此每次调用他返回list中的下一个元素值,当list中没有值时,返回nil.我们可以在while语句中使用这个迭代器:

t = {10, 20, 30}
iter = list_iter(t)      -- creates the iterator
while true do
    local element = iter()   -- calls the iterator
    if element == nil then break end
    print(element)
end

我们设计的这个迭代器也很容易用于范性for语句

t = {10, 20, 30}
for element in list_iter(t) do
    print(element)
end

范性for为迭代循环处理所有的薄记(bookkeeping):首先调用迭代工厂;内部保留迭代函数,因此我们不需要iter变量;然后在每一个新的迭代处调用迭代器函数;当迭代器返回nil时循环结束(后面我们将看到范性for能胜任更多的任务)。
下面看一个稍微复杂一点的例子:我们写一个迭代器遍历一个文件内的所有匹配的单词。为了实现目的,我们需要保留两个值:当前行和在当前行的偏移量,我们使用两个外部局部变量line、pos保存这两个值。

function allwords()
    local line = io.read()   -- current line
    local pos = 1            -- current position in the line
    return function ()       -- iterator function
       while line do        -- repeat while there are lines
       local s, e = string.find(line, "%w+", pos)
           if s then         -- found a word?
              pos = e + 1   -- next position is after this word
              return string.sub(line, s, e) -- return the word
           else
              line = io.read()  -- word not found; try next line
              pos = 1       -- restart from first position
           end
       end
    return nil    -- no more lines: end of traversal
    end
end

迭代函数的主体部分调用了string.find函数,string.find在当前行从当前位置开始查找匹配的单词,例子中匹配的单词使用模式'%w+'描述的;如果查找到一个单词,迭代函数更新当前位置pos为单词后的第一个位置,并且返回这个单词(string.sub函数从line中提取两个位置参数之间的子串)。否则迭代函数读取新的一行并重新搜索。如果没有line可读返回nil结束。
尽管迭代函数有些复杂,但使用起来是很直观的:

for word in allwords() do
    print(word)
end

通常情况下,迭代函数大都难写易用。这不是大问题,一般Lua编程不需要自己写迭代函数,语言本身提供了许多。当然,必要时,自己动手构造一二亦可。


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