迭代器

迭代器是用于遍歷集合或容器中元素的一種結(jié)構(gòu)。在 Lua 語(yǔ)言中，集合往往指的是可以用來創(chuàng)建各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表。比如，數(shù)組就是用表來創(chuàng)建的。

通用迭代器

通用迭代器可以訪問集合中的鍵值對(duì)。下面是通用迭代器的一個(gè)簡(jiǎn)單例子：

array = {"Lua", "Tutorial"}

for key,value in ipairs(array) 
do
   print(key, value)
end

執(zhí)行的上面的代碼，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

1  Lua
2  Tutorial

上面的例子中使用了 Lua 提供的默認(rèn)迭代器函數(shù) ipairs。

在 Lua 語(yǔ)言中，我們使用函數(shù)表示迭代器。根據(jù)是否在迭代器函數(shù)中是否維護(hù)狀態(tài)信息，我們將迭代器分為以下兩類：

• 無狀態(tài)迭代器
• 有狀態(tài)迭代器

無狀態(tài)迭代器

由此迭代器的名稱就可以看出來，這一類的迭代器函數(shù)中不會(huì)保存任何中間狀態(tài)。

讓我們一起來看一下下面這個(gè)例子。在這個(gè)例子中，我們用一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)自己的迭代器。這個(gè)迭代器用以輸出 n 個(gè)數(shù)的平方值。

function square(iteratorMaxCount,currentNumber)
   if currentNumber<iteratorMaxCount
   then
      currentNumber = currentNumber+1
   return currentNumber, currentNumber*currentNumber
   end
end

for i,n in square,3,0
do
   print(i,n)
end

執(zhí)行上面的代碼，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

1   1
2   4
3   9

我們可以稍微的修改一下上面的代碼，使得此迭代器可以像 ipairs 那樣工作。如下所示：

function square(iteratorMaxCount,currentNumber)
   if currentNumber<iteratorMaxCount
   then
      currentNumber = currentNumber+1
   return currentNumber, currentNumber*currentNumber
   end
end

function squares(iteratorMaxCount)
   return square,iteratorMaxCount,0
end  

for i,n in squares(3)
do 
    print(i,n)
end

執(zhí)行上面的代碼，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

1   1
2   4
3   9

有狀態(tài)迭代器

前面的例子使用的迭代器函數(shù)是不保存狀態(tài)的。每次調(diào)用迭代器函數(shù)時(shí)，函數(shù)基于傳入函數(shù)的第二個(gè)變量訪問集合的下一個(gè)元素。在 Lua 中可以使用閉包來存儲(chǔ)當(dāng)前元素的狀態(tài)。閉包通過函數(shù)調(diào)用得到變量的值。為了創(chuàng)建一個(gè)新的閉包，我們需創(chuàng)建兩個(gè)函數(shù)，包括閉包函數(shù)本身和一個(gè)工廠函數(shù)，其中工廠函數(shù)用于創(chuàng)建閉包。

下面的示例中，我們將使用閉包來創(chuàng)建我們的迭代器。

array = {"Lua", "Tutorial"}

function elementIterator (collection)
   local index = 0
   local count = #collection
   -- 返回閉包函數(shù)
   return function ()
      index = index + 1
      if index <= count
      then
         -- 返回迭代器的當(dāng)前元素
         return collection[index]
      end
   end
end

for element in elementIterator(array)
do
   print(element)
end

執(zhí)行上面的代碼，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

Lua
Tutorial

上面的例子中我們可以看到，在　elementIterator 函數(shù)內(nèi)定義了另外一個(gè)匿名函數(shù)。此匿名函數(shù)中使用了一個(gè)外部變量 index (譯注：此變量在匿名函數(shù)之外，elementIterator 函數(shù)內(nèi))。每次內(nèi)部的匿名函數(shù)被調(diào)用時(shí)，都會(huì)將 index 的值增加 1，并統(tǒng)計(jì)數(shù)返回的每個(gè)元素。

我們可以參照上面的方法使用閉包創(chuàng)建一個(gè)迭代器函數(shù)。每次我們使用迭代器遍歷集合時(shí)，它都可以返回多個(gè)元素。