lua学习之闭包实现原理
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了lua学习之闭包实现原理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
感觉学习lua的过程中, 闭包的概念比较难以理解，这里记录下对闭包的学习。
闭包的概念
在Lua中，闭包（closure）是由一个函数和该函数会访问到的非局部变量（或者是upvalue）组成的，其中非局部变量（non-local variable）是指不是在局部作用范围内定义的一个变量，但同时又不是一个全局变量，主要应用在嵌套函数和匿名函数里，因此若一个闭包没有会访问的非局部变量，那么它就是通常说的函数。也就是说，在Lua中，函数是闭包一种特殊情况。在Lua中，函数是一种第一类型值（First-Class Value），它们具有特定的词法域（Lexical Scoping）。
第一类型值表示函数与其他传统类型的值（例如数字和字符串类型）具有相同的权利。即函数可以存储在变量或table。
function foo(x) print(x) end
实质是等价于
foo = function (x) print(x) end
因此一个函数定义实质就是一条赋值语句，这条语句创建了一种类型为“函数”的值，并赋值给一个变量。可以将表达式function (x) <body> end 视为一种函数构造式，就像table的构造式{}一样。
词法域是指一个函数可以嵌套在另一个函数中，内部的函数可以访问外部函数的变量的这样一种特征。比如：
function f1(n)
--函数参数n也是局部变量
local function f2()
print(n) --引用外部函数的局部变量
end
return f2
end
g1 = f1(2015)
g1() -- 打印出2015
g2 = f1(2016)
注意这里的g1和g2的函数体相同(都是f1的内嵌函数f2的函数体)，但打印值不同。这是因为创建这两个闭包时，他们都拥有局部变量n的独立实例。事实上，Lua编译一个函数时，会为他生成一个原型(prototype)，其中包含了函数体对应的虚拟机指令、函数用到的常量值(数，文本字符串等等)和一些调试信息。在运行时，每当Lua执行一个形如function...end 这样的表达式时，他就会创建一个新的数据对象，其中包含了相应函数原型的引用及一个由所有upvalue引用组成的数组，而这个数据对象就称为闭包。由此可见，函数是编译期概念，是静态的，而闭包是运行期概念，是动态的。g1和g2的值严格来说不是函数而是闭包，并且是两个不相同的闭包，而每个闭包能保有自己的upvalue值，所以g1和g2打印出的结果当然就不相同了。
这里的函数f2可以访问参数n，而n是外部函数f1的局部变量。在f2中，变量n即不是全局变量也不是局部变量，将其称为一个非局部变量（non-local variable）或upvalue。upvalue实际指的是变量而不是值，这些变量可以在内部函数之间共享，即upvalue提供一种闭包之间共享数据的方法，比如：
function Create(n)
local function foo1()
print(n)
end
local function foo2()
n = n + 10
end
return foo1,foo2
end
f1,f2 = Create(2015)
f1() -- 打印2015
f2()
f1() -- 打印2025
f2()
f1() -- 打印2035
注意上面的例子中，闭包f1和f2共享同一个upvalue了，这是因为当Lua发现两个闭包的upvalue指向的是当前堆栈上的相同变量时，会聪明地只生成一个拷贝，然后让这两个闭包共享该拷贝，这样任一个闭包对该upvalue进行修改都会被另一个探知。
闭包的实现原理
当Lua编译一个函数时，它会生成一个原型（prototype），原型中包括函数的虚拟机指令、函数中的常量（数值和字符串等）和一些调试信息。在任何时候只要Lua执行一个function .. end表达时，它都会创建一个新的闭包（closure）。每个闭包都有一个相应函数原型的引用以及一个数组，数组中每个元素都是一个对upvalue的引用，可以通过该数组来访问外部的局部变量（outer local variables）。值得注意的是，在Lua 5.2之前，闭包中还包括一个对环境（environment）的引用，环境实质就是一个table，函数可以在该表中索引全局变量，从Lua 5.2开始，取消了闭包中的环境，而引入一个变量_ENV来设置闭包环境。由此可见，函数是编译期概念，是静态的，而闭包是运行期概念，是动态的。
以上是关于lua学习之闭包实现原理的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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