upvalues 和 closures

beyes

upvalues 中文可以称之为外部局部变量，之所以称之为非局部，是因为当函数退出后，它仍然存在（正常情况下，局部变量会随着函数的退出也随之消失，因为函数栈也随之弹出），这说起来有点像 C 中的函数里的静态变量，却又不尽相同。

closures 中文可以称之为闭合函数。

下面用实例来讲解这两个概念。

考察下面代码：

1. function MakeLessThan(N)
   
2.         return function(X)
   
3.                 return X < N
   
4.         end
   
5. end
   
6. 
   
7. LessThanFive = MakeLessThan(5)
   
8. LessThanTen = MakeLessThan(10)
   
9. 
   
10. print (LessThanFive(4))
    
11. 
    
12. print (LessThanFive(5))
    
13. 
    
14. print (LessThanTen(5))
    
15. 
    
16. print (LessThanFive(9))
    
17. 
    
18. print (LessThanTen(9))

复制代码

运行输出：

true
false
true
false
true

分析：

注意，每一次调用 MakeLessThan() 函数时，都会创建一个新的局部变量 N 。按照一般情况，当 MakeLessThan() 返回时，局部变量应该也随之消失。然而，这里却不会这样！原因是，在 MakeLessThan() 里还有一个匿名函数要返回，这个匿名函数又会使用 MakeLessThan() 中的变量 N ，因此就不能使得 N 随着 MakeLessThan() 的退出而消失。


在 LessThanFive = MakeLessThan(5) 这条语句中，MakeLessThan() 将匿名函数返回到 LessThanFive 中。在后面的几条比较语句中，我们都可以看到 N 的持续存在。


当一个函数中的局部变量位于另一个范围(匿名函数)之上时，那么该变量称之为 “外部局部变量” 或 “upvalue” 。


一个函数含有一个或多个 upvalue 时，则称该函数为 “闭合函数” (closure)。


可以这么理解 upvalue 和 闭合函数：

一般来说，函数的局部变量会随着函数的退出而消失。但当该函数为闭合函数时，且当函数退出时，栈中的局部变量会被迁移到一个合适的地方保存起来。


再看另一个稍微特殊点的例子：

1. function MakeGetAndInc(N)                -- 返回 N:
   
2.                 local function Get()
   
3.                         return N
   
4.                 end
   
5.                
   
6.                 -- N + M
   
7.                 local function Inc(M)
   
8.                         N = N + M
   
9.                 end
   
10.                
    
11.                 return Get, Inc
    
12. end
    
13. 
    
14. GetA, IncA = MakeGetAndInc(0)
    
15. GetB, IncB = MakeGetAndInc(100)
    
16. 
    
17. print (GetA())
    
18. 
    
19. print (GetB())
    
20. 
    
21. IncA(5)
    
22. print (GetA())
    
23. 
    
24. IncA(5)
    
25. print (GetA())
    
26. 
    
27. IncB(1)
    
28. print (GetB())
    
29. 
    
30. IncA(1)
    
31. print(GetA())

复制代码

运行输出：

0
100
5
10
101
11