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云风几年前译的Lua 5.1文档,这里直接转载过来,方便记录。原地址
Lua 是一个有词法作用范围的语言。 变量的作用范围开始于声明它们之后的第一个语句段, 结束于包含这个声明的最内层语句块的结束点。 看下面这些例子:
x = 10 -- 全局变量
do -- 新的语句块
local x = x -- 新的一个 'x', 它的值现在是 10
print(x) --> 10
x = x+1
do -- 另一个语句块
local x = x+1 -- 又一个 'x'
print(x) --> 12
end
print(x) --> 11
end
print(x) --> 10 (取到的是全局的那一个)
注意这里,类似 local x = x 这样的声明, 新的 x 正在被声明,但是还没有进入它的作用范围, 所以第二个 x 指向的是外面一层的变量。
因为有这样一个词法作用范围的规则, 所以可以在函数内部自由的定义局部变量并使用它们。 当一个局部变量被更内层的函数中使用的时候, 它被内层函数称作 upvalue(上值),或是 外部局部变量。
注意,每次执行到一个 local 语句都会定义出一个新的局部变量。 看看这样一个例子:
a = {}
local x = 20
for i=1,10 do
local y = 0
a[i] = function () y=y+1; return x+y end
end
这个循环创建了十个 closure(这指十个匿名函数的实例)。 这些 closure 中的每一个都使用了不同的 y 变量, 而它们又共享了同一份 x。
因为 Lua 是一个嵌入式的扩展语言, 所有的 Lua 动作都是从宿主程序的 C 代码调用 Lua 库 (参见 lua_pcall)中的一个函数开始的。 在 Lua 编译或运行的任何时候发生了错误,控制权都会交还给 C , 而 C 可以来做一些恰当的措施(比如打印出一条错误信息)。
Lua 代码可以显式的调用 error 函数来产生一条错误。 如果你需要在 Lua 中捕获发生的错误, 你可以使用 pcall 函数。
Lua 中的每个值都可以用一个 metatable。 这个 metatable 就是一个原始的 Lua table , 它用来定义原始值在特定操作下的行为。 你可以通过在 metatable 中的特定域设一些值来改变拥有这个 metatable 的值 的指定操作之行为。 举例来说,当一个非数字的值作加法操作的时候, Lua 会检查它的 metatable 中 “__add” 域中的是否有一个函数。 如果有这么一个函数的话,Lua 调用这个函数来执行一次加法。
我们叫 metatable 中的键名为 事件 (event) ,把其中的值叫作 元方法 (metamethod)。 在上个例子中,事件是 “add” 而元方法就是那个执行加法操作的函数。
你可以通过 getmetatable 函数来查询到任何一个值的 metatable。
你可以通过 setmetatable 函数来替换掉 table 的 metatable 。 你不能从 Lua 中改变其它任何类型的值的 metatable (使用 debug 库例外); 要这样做的话必须使用 C API 。
每个 table 和 userdata 拥有独立的 metatable (当然多个 table 和 userdata 可以共享一个相同的表作它们的 metatable); 其它所有类型的值,每种类型都分别共享唯一的一个 metatable。 因此,所有的数字一起只有一个 metatable ,所有的字符串也是,等等。
一个 metatable 可以控制一个对象做数学运算操作、比较操作、连接操作、取长度操作、取下标操作时的行为, metatable 中还可以定义一个函数,让 userdata 作垃圾收集时调用它。 对于这些操作,Lua 都将其关联上一个被称作事件的指定健。 当 Lua 需要对一个值发起这些操作中的一个时, 它会去检查值中 metatable 中是否有对应事件。 如果有的话,键名对应的值(元方法)将控制 Lua 怎样做这个操作。
metatable 可以控制的操作已在下面列出来。 每个操作都用相应的名字区分。 每个操作的键名都是用操作名字加上两个下划线 ‘’ 前缀的字符串; 举例来说,”add” 操作的键名就是字符串 “add”。 这些操作的语义用一个 Lua 函数来描述解释器如何执行更为恰当。
这里展示的用 Lua 写的代码仅作解说用; 实际的行为已经硬编码在解释器中,其执行效率要远高于这些模拟代码。 这些用于描述的的代码中用到的函数 ( rawget , tonumber ,等等。) 都可以在 §5.1 中找到。 特别注意,我们使用这样一个表达式来从给定对象中提取元方法
metatable(obj)[event]
这个应该被解读作
rawget(getmetatable(obj) or {}, event)
这就是说,访问一个元方法不再会触发任何的元方法, 而且访问一个没有 metatable 的对象也不会失败(而只是简单返回 nil)。
下面这个 getbinhandler 函数定义了 Lua 怎样选择一个处理器来作二元操作。 首先,Lua 尝试第一个操作数。 如果这个东西的类型没有定义这个操作的处理器,然后 Lua 会尝试第二个操作数。
function getbinhandler (op1, op2, event)
return metatable(op1)[event] or metatable(op2)[event]
end
通过这个函数, op1 + op2 的行为就是
function add_event (op1, op2)
local o1, o2 = tonumber(op1), tonumber(op2)
if o1 and o2 then -- 两个操作数都是数字?
return o1 + o2 -- 这里的 '+' 是原生的 'add'
else -- 至少一个操作数不是数字时
local h = getbinhandler(op1, op2, "__add")
if h then
-- 以两个操作数来调用处理器
return h(op1, op2)
else -- 没有处理器:缺省行为
error(···)
end
end
end
function unm_event (op)
local o = tonumber(op)
if o then -- 操作数是数字?
return -o -- 这里的 '-' 是一个原生的 'unm'
else -- 操作数不是数字。
-- 尝试从操作数中得到处理器
local h = metatable(op).__unm
if h then
-- 以操作数为参数调用处理器
return h(op)
else -- 没有处理器:缺省行为
error(···)
end
end
end
function concat_event (op1, op2)
if (type(op1) == "string" or type(op1) == "number") and
(type(op2) == "string" or type(op2) == "number") then
return op1 .. op2 -- 原生字符串连接
else
local h = getbinhandler(op1, op2, "__concat")
if h then
return h(op1, op2)
else
error(···)
end
end
end
function len_event (op)
if type(op) == "string" then
return strlen(op) -- 原生的取字符串长度
elseif type(op) == "table" then
return #op -- 原生的取 table 长度
else
local h = metatable(op).__len
if h then
-- 调用操作数的处理器
return h(op)
else -- 没有处理器:缺省行为
error(···)
end
end
end
关于 table 的长度参见 §2.5.5 。
function getcomphandler (op1, op2, event)
if type(op1) ~= type(op2) then return nil end
local mm1 = metatable(op1)[event]
local mm2 = metatable(op2)[event]
if mm1 == mm2 then return mm1 else return nil end
end
“eq” 事件按如下方式定义:
function eq_event (op1, op2)
if type(op1) ~= type(op2) then -- 不同的类型?
return false -- 不同的对象
end
if op1 == op2 then -- 原生的相等比较结果?
return true -- 对象相等
end
-- 尝试使用元方法
local h = getcomphandler(op1, op2, "__eq")
if h then
return h(op1, op2)
else
return false
end
end
a ~= b 等价于 not (a == b) 。
function lt_event (op1, op2)
if type(op1) == "number" and type(op2) == "number" then
return op1 < op2 -- 数字比较
elseif type(op1) == "string" and type(op2) == "string" then
return op1 < op2 -- 字符串按逐字符比较
else
local h = getcomphandler(op1, op2, "__lt")
if h then
return h(op1, op2)
else
error(···);
end
end
end
a > b 等价于 b < a.
function le_event (op1, op2)
if type(op1) == "number" and type(op2) == "number" then
return op1 <= op2 -- 数字比较
elseif type(op1) == "string" and type(op2) == "string" then
return op1 <= op2 -- 字符串按逐字符比较
else
local h = getcomphandler(op1, op2, "__le")
if h then
return h(op1, op2)
else
h = getcomphandler(op1, op2, "__lt")
if h then
return not h(op2, op1)
else
error(···);
end
end
end
end
a >= b 等价于 b <= a 。 注意,如果元方法 “le” 没有提供,Lua 就尝试 “lt” , 它假定 a <= b 等价于 not (b < a) 。
function gettable_event (table, key)
local h
if type(table) == "table" then
local v = rawget(table, key)
if v ~= nil then return v end
h = metatable(table).__index
if h == nil then return nil end
else
h = metatable(table).__index
if h == nil then
error(···);
end
end
if type(h) == "function" then
return h(table, key) -- 调用处理器
else return h[key] -- 或是重复上述操作
end
end
function settable_event (table, key, value)
local h
if type(table) == "table" then
local v = rawget(table, key)
if v ~= nil then rawset(table, key, value); return end
h = metatable(table).__newindex
if h == nil then rawset(table, key, value); return end
else
h = metatable(table).__newindex
if h == nil then
error(···);
end
end
if type(h) == "function" then
return h(table, key,value) -- 调用处理器
else h[key] = value -- 或是重复上述操作
end
end
function function_event (func, ...)
if type(func) == "function" then
return func(...) -- 原生的调用
else
local h = metatable(func).__call
if h then
return h(func, ...)
else
error(···)
end
end
end