Lua 函数教程

Lua 函数

1. 课程信息

• 课题：Lua 函数基础与进阶用法
• 课时建议：60 ~ 90 分钟
• 适合对象：已掌握 Lua 变量、流程控制（if/for/while）与table基础的学习者

2. 教学目标

• 理解函数的作用：封装逻辑、复用代码、提升可读性
• 掌握定义与调用：function ... end、匿名函数、局部/全局函数
• 掌握参数与返回值：多返回值、可变参数（...）、选择性接收
• 理解 Lua 的“函数是一等公民”：函数可赋值、可作为参数、可作为返回值
• 能写出可维护的函数：明确输入输出、处理边界、合理命名

3. 知识要点

3.1 函数的定义与调用

Lua 中最常见的写法：

-- global function (not recommended in big projects)functionadd(a,b)returna+bendprint(add(2,3))-- 5

更推荐的局部函数：

localfunctionadd(a,b)returna+bendprint(add(2,3))

3.2 函数的本质：变量里装的值

下面两段代码等价：

localfunctionadd(a,b)returna+bend

localadd add=function(a,b)returna+bend

强调：函数就是一种值（和数字、字符串一样），因此可以赋值/传递。

3.3 参数与返回值

3.3.1 多参数、多返回值

localfunctiondivmod(a,b)returnmath.floor(a/b),a%bendlocalq,r=divmod(17,5)print(q,r)-- 3 2

3.3.2 只接收部分返回值

localfunctiondivmod(a,b)returnmath.floor(a/b),a%bendlocalq=divmod(17,5)print(q)-- 3 (only first return value)

3.3.3 返回值数量不固定的常见场景

• string.find：找到了返回位置，没找到返回nil
• 自己写函数时也可以：失败返回nil+ 错误信息

localfunctiontoNumber(s)localn=tonumber(s)ifn==nilthenreturnnil,"not a number"endreturnnendlocaln,err=toNumber("12x")print(n,err)-- nil not a number

3.4 可变参数（Varargs）：...

localfunctionsum(...)localtotal=0fori=1,select("#",...)dolocalv=select(i,...)total=total+vendreturntotalendprint(sum(1,2,3,4))-- 10

要点：

• ...表示所有传入的额外参数
• select("#", ...)获取可变参数数量
• select(i, ...)获取第i个参数

3.5 高阶函数：函数作为参数/返回值

3.5.1 函数作为参数（回调思想）

localfunctionapply(a,b,op)returnop(a,b)endlocalfunctionmul(x,y)returnx*yendprint(apply(2,3,mul))-- 6print(apply(2,3,function(x,y)returnx-yend))-- -1

3.5.2 返回函数（工厂函数）

localfunctionmakeAdder(step)returnfunction(x)returnx+stependendlocaladd10=makeAdder(10)print(add10(7))-- 17

3.6 闭包（Closure）与作用域

闭包：函数“记住”它被创建时所在的外部变量。

localfunctionmakeCounter()localcount=0returnfunction()count=count+1returncountendendlocalc1=makeCounter()print(c1())-- 1print(c1())-- 2localc2=makeCounter()print(c2())-- 1 (independent)

要点：

• count是局部变量，但因为被内部函数引用，所以不会立刻释放
• 适合实现计数器、缓存、封装私有状态

3.7:与.的差异（面向对象常见）

localPlayer={}Player.__index=PlayerfunctionPlayer.new(name)returnsetmetatable({name=name},Player)endfunctionPlayer.say(self,msg)-- dot style requires explicit selfprint(self.name..": "..msg)endfunctionPlayer:say2(msg)-- colon style passes self implicitlyprint(self.name..": "..msg)endlocalp=Player.new("Alice")p.say(p,"hello")p:say2("hello")

规则：

• obj:method(x)等价于obj.method(obj, x)
• 定义时用function T:method(...)，调用时也用:保持一致

4. 课堂演示（建议流程）

• Step 1（5min）：用“重复代码”的例子引出函数封装
• Step 2（10min）：讲local function与返回值
• Step 3（15min）：多返回值、nil + err的错误返回模式
• Step 4（15min）：可变参数...与select
• Step 5（15min）：高阶函数与闭包（重点）
• Step 6（10min）：:与.的差异（结合 table + metatable 简单展示）

5. 练习题（课堂）

练习 1：写一个安全除法

实现safeDiv(a, b)：

• 当b == 0时返回nil, "division by zero"
• 否则返回a / b

练习 2：实现map

实现map(arr, fn)：

• arr是数组 table
• fn是函数：fn(value, index)
• 返回一个新数组

示例：

• 输入{1,2,3}和function(v) return v*2 end
• 输出{2,4,6}

练习 3：实现filter

实现filter(arr, pred)：

• pred(value, index)返回true/false
• 返回符合条件的新数组

6. 作业（课后）

作业 1：实现一个缓存闭包

实现memoize(fn)：返回一个新函数，能缓存fn的计算结果。

• 只要求支持单个参数（key）即可
• 缓存用 table 保存

作业 2：实现一个小型日志系统

实现makeLogger(prefix)：

• 返回一个函数log(msg)
• 每次调用输出：prefix .. ": " .. msg
• prefix由闭包保存

7. 常见坑总结

• 多返回值丢失：把函数返回值放在表达式中（如拼接、作为参数）时，常只保留第一个返回值
• 全局污染：缺少local容易污染全局命名空间
• :与.混用：定义用:却用.调用（或反过来）会导致self不正确
• 对nil判断不严谨：失败返回时要同时返回nil, err，调用方要判断if not ok then ... end

8. 扩展阅读（建议）

• Lua manual：Functions / Vararg / Closures
• 学会用pcall/xpcall做异常捕获（进阶主题）