Lua語言基礎匯總（10） -- Lua中的環境概念

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前言

Lua將其所有的全域變數儲存在一個常規的table中，這個table稱為“環境”。這種組織圖的優點在於，其一，不需要再為全域變數創造一種新的資料結構，因此簡化了Lua的內部實現；另一個優點是，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自身儲存在一個全域變數_G中。例如，我們可以使用以下代碼列印當前環境中所有全域變數的名稱。

1	for n in pairs(_G) do print(n) end

 

在你的電腦上運行一下以上代碼，看看結果。

 

全域變數聲明

在Lua中，全域變數不需要聲明就可以直接使用，但是這樣違反了編程的大忌，隨便使用全域變數，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。考慮到全域變數也是存放在一個table中，我們則可以通過元表來改變其它代碼訪問全域變數時的行為，看到了嗎？又是元表。代碼如下：

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setmetatable(_G, {      __newindex = function (_, k)           error("Attempt to write to undeclared variable " .. k)      end,      __index = function (_, k)           error("Attempt to read undeclared variable " .. k)      end })   print(a) -- 這裡a就是一個全域變數

 

而有的時候，我們的確需要定義一個全域變數，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，為了測試一個變數是否存在，就不能簡單的將它與nil比較。因為如果它為nil，訪問就會拋出一個錯誤，同樣，我們可以使用rawget來繞過元方法。

 

非全域的變數

由於“環境”這個概念是全域的，任何對他的修改都會影響程式的所有部分。例如：若安裝一個元表用於控制全域變數的訪問，那麼整個程式都必須遵循這個規範。但使用某個庫時，沒有先聲明就使用了全域變數，那麼這個程式就無法運行了。

 

可以通過函數setfenv來改變一個函數的環境。該函數的參數是一個函數和一個新的環境table。第一個參數除了可以指定為函數本身，還可以指定為一個數字，以表示當前函數調用棧中的層數。數字1表示當前函數，數字2表示調用當前函數的函數，以此類推。首先來一小段代碼：

12345

a = 1 -- 這裡建立了一個全域變數   -- 將當前環境變數改為一個新的空table setfenv(1, {}) print(a)

 

運行代碼會彈出這樣的錯誤: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設為了一個空的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。看下面的代碼：

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a = 1 -- 這裡建立了一個全域變數   -- 將當前環境變數改為一個新的空table setfenv(1, {g = _G}) g.print(a)          -- 輸出nil g.print(g.a)     -- 輸出1

 

這個時候訪問g就會得到原來的環境，這個環境中包含了欄位print。我們可以使用名字_G來代替g，如下述代碼：

123456

a = 1 -- 這裡建立了一個全域變數   -- 將當前環境變數改為一個新的空table setfenv(1, {_G = _G}) _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的環境變數_G，看以下代碼：

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a = 1 -- 這裡建立了一個全域變數   local newEnv = {} setmetatable(newEnv, {__index = _G})   -- 將當前環境變數改為一個新的空table setfenv(1, newEnv) print(a)

 

在Lua中，函數會繼承建立其的環境，所以一個程式塊若改變了它自己的環境，那麼後續由它建立的函數都將共用這個新環境。這項機制對於建立名稱空間是很有用的。之後的總結中還會繼續講解的。

 

來源網址：http://www.jellythink.com/archives/522