Lua中的環境概念

2014-07-29

分類：lua

閱讀(1834) 前言

lua將其所有的全域性變數儲存在乙個常規的table中，這個table稱為「環境」。這種組織結構的優點在於，其一，不需要再為全域性變數創造一種新的資料結構，因此簡化了lua的內部實現；另乙個優點是，可以像其他table一樣操作這個table。為了便於實施這種操作，lua將環境table自身儲存在乙個全域性變數_g中。例如，我們可以使用以下**列印當前環境中所有全域性變數的名稱。

for
n in
pairs(_g
)doprint(n
)end

在你的電腦上執行一下以上**，看看結果。

全域性變數宣告

在lua中，全域性變數不需要宣告就可以直接使用，但是這樣違反了程式設計的大忌，隨便使用全域性變數，將導致程式的效能，當出現bug時，也很難去發現，同時也汙染了程式中的命名。考慮到全域性變數也是存放在乙個table中，我們則可以通過元表來改變其它**訪問全域性變數時的行為，看到了麼？又是元表。**如下：

setmetatable(_g
,)print(a
)--這裡a
就是乙個全域性變數

而有的時候，我們的確需要定義乙個全域性變數，那怎麼辦？還記得我在《lua中的元表與元方法》這篇文章中寫的嗎？使用rawset就可以完成，它是不同過元表的，直接設定table的值；同時，為了測試乙個變數是否存在，就不能簡單的將它與nil比較。因為如果它為nil，訪問就會丟擲乙個錯誤，同樣，我們可以使用rawget來繞過元方法。

非全域性的變數

由於「環境」這個概念是全域性的，任何對他的修改都會影響程式的所有部分。例如：若安裝乙個元表用於控制全域性變數的訪問，那麼整個程式都必須遵循這個規範。但使用某個庫時，沒有先宣告就使用了全域性變數，那麼這個程式就無法執行了。

可以通過函式setfenv來改變乙個函式的環境。該函式的引數是乙個函式和乙個新的環境table。第乙個引數除了可以指定為函式本身，還可以指定為乙個數字，以表示當前函式呼叫棧中的層數。數字1表示當前函式，數字2表示呼叫當前函式的函式，以此類推。首先來一小段**：

a =1
--這裡建立了乙個全域性變數
--將當前環境變數改為乙個新的空
table
setfenv(1
,{})
print(a
)

執行**會彈出這樣的錯誤:attempt to call global 『print』 (a nil value)

print是存放在_g中的，由於我們將當前的環境變數重置為了乙個空的table，導致找不到print了，所以就出現了錯誤。為了防止這樣的錯誤的放生，在我們改變當前的環境變數之前，我們需要儲存當前的環境變數。看下面的**：

a =1
--這裡建立了乙個全域性變數
--將當前環境變數改為乙個新的空
table
setfenv(1
,)g.
print(a
)--輸出nilg.
print(g
.a)--
輸出1

這個時候訪問g就會得到原來的環境，這個環境中包含了字段print。我們可以使用名字_g來代替g，如下述**：

a =1
--這裡建立了乙個全域性變數
--將當前環境變數改為乙個新的空
table
setfenv(1
,)_g.
print(a
)--輸出nil_g.
print(_g
.a)--
輸出1

不要忘了我們之前總結的__index元方法，我們可以設定新的環境變數的__index為_g，這樣，當在新的環境中找不到對應的變數時，就會去_g中找，這樣，就相當於新的環境變數繼承了全域性的環境變數_g，看以下**：

a =1
--這裡建立了乙個全域性變數
local
newenv ={}
setmetatable
(newenv,)
--將當前環境變數改為乙個新的空
table
setfenv(1
,newenv
)print(a
)

在lua中，函式會繼承建立其的環境，所以乙個程式塊若改變了它自己的環境，那麼後續由它建立的函式都將共享這個新環境。這項機制對於建立命名空間是很有用的。之後的總結中還會繼續講解的。

2023年7月29日於深圳。

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