自己动手实现Lua（六）Lua闭包

1.前言

一等函数：函数用起来和其他类型的值（比如数字或者字符串）没什么分别，比如说可以把函数存储在数据结构里、赋值给变量、作为参数传递给其他函数或者作为返回值从其他函数里返回等。

比如Lua的写法：

高阶函数：如果一个函数以其他函数为参数，或者返回其他函数我们称这个函数为高阶函数。反之，我们称这个函数为一阶函数。

在许多支持一等函数的语言里，函数实际上都是匿名的，在这些语言里，函数名就是普通的变量名，只是变量的值恰好是函数而已。

 

作用域：分为静态作用域和动态作用域。

动态作用域：暂不讨论

静态作用域：在编译时就可以确定非局部变量名绑定的变量。

2.闭包

所谓闭包，就是按静态作用域捕获了非局部变量的嵌套函数，现在大家知道为什么在Lua内部函数被称为闭包了吧，因为Lua函数本质上全都是闭包，就算是编译器为我们生成的主函数也不例外，它从外部捕获了_ENV这个特殊的Upvalue。

举个例子：

 我们已经知道，Lua编译器会把脚本包装进一个主函数，因此上面的脚本在编译时大致会变成如下样子：

 函数 f 捕获了主函数里的两个局部变量，因此我们可以说 f 有两个闭包（upvalue），分别是u和v。Lua编译器会把闭包相关信息编译进函数原型，存放在Upvalue表中，如果我们用luac命令观察上面这段脚本，可以看到函数 f 原型里确实有两个Upvalue。

 

 函数原型Upvalue表的每一项都有4列：第一列是序号，从0开始递增；第二列给出upvalue的名字，第三列指出upvalue捕获的是否是直接外围函数的局部变量，如果是，第四列给出局部变量在外围函数调用帧里的索引。

当闭包捕获的是非直接外围函数的局部变量（发生了函数嵌套）会发生什么呢:

 在上面这段脚本里，函数f没有访问任何非局部变量，但是函数g访问了主函数里定义的局部变量u和v。

f 的反编译：

 可见，虽然函数f并没有直接访问主函数中的局部变量，但是为了能够让函数g捕获u和v这两个Upvalue，函数f也必须捕获它们。

 g 的反编译：

 

 可以看到，函数原型upvalue表的第三列都变成了0，这说明这些upvalue捕获的并非是直接外围函数中的局部变量，而是更外围的函数的局部变量，在这种情况下，upvalue已经由外围函数 f 捕获，嵌套函数直接使用即可。所以第四列表示的是外围函数的upvalue表索引（第一列）。

 

 

lua闭包是直接在函数原型中建一个数组，存闭包（被捕获的变量）

如何保证捕获的闭包不被自动垃圾回收掉：lua在栈中建了一个容器用来存所有的闭包（让所有闭包都有引用，函数原型中的闭包数组存的是这个容器的key）。