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什么是 Lua 迭代器
Lua 迭代器 (Iterator) 是一种用于遍历数据结构的机制，通常与 for 循环结合使用。迭代器是一个函数，每次调用返回集合中的下一个元素。Lua 提供内置迭代器（如 pairs 和 ipairs），也支持开发者自定义迭代器。
为什么要使用迭代器
- 遍历简化：无需手动管理索引或条件。
- 灵活性：支持复杂数据结构的遍历。
- 代码复用：封装遍历逻辑，可重复使用。
- 动态性：适配运行时变化的数据。
Lua 迭代器的类型与实现
- 内置迭代器：
ipairs：遍历数组的连续数字索引。pairs：遍历表的所有键值对。
- 自定义迭代器：
- 无状态迭代器：通过参数传递状态。
- 有状态迭代器：使用闭包保存状态。
代码示例
内置迭代器
-- ipairs 遍历数组
local fruits = {"苹果", "香蕉", "橙子"}
for i, v in ipairs(fruits) do
print("索引: " .. i, "值: " .. v)
end
-- pairs 遍历表
local person = {name = "张三", age = 25}
for k, v in pairs(person) do
print("键: " .. k, "值: " .. tostring(v))
end
运行结果：
索引: 1 值: 苹果
索引: 2 值: 香蕉
索引: 3 值: 橙子
键: name 值: 张三
键: age 值: 25
自定义无状态迭代器
-- 无状态迭代器：遍历固定步长的数字
function stepIter(max, step)
local i = 0
return function()
i = i + step
if i <= max then
return i
end
end
end
for num in stepIter(10, 2) do
print("数字: " .. num)
end
运行结果：
数字: 2
数字: 4
数字: 6
数字: 8
数字: 10
自定义有状态迭代器
-- 有状态迭代器：遍历表并记录状态
function values(t)
local i = 0
return function()
i = i + 1
if i <= #t then
return i, t[i]
end
end
end
local colors = {"红", "绿", "蓝"}
for index, value in values(colors) do
print("索引: " .. index, "值: " .. value)
end
运行结果：
索引: 1 值: 红
索引: 2 值: 绿
索引: 3 值: 蓝
迭代器的工作机制
- 泛型 for 循环：
for var in iter() do ... end iter()返回迭代器函数。- 每次循环调用迭代器，返回下一个值，直到返回
nil。 - 无状态：迭代器依赖外部参数（如表和索引）。
- 有状态：通过闭包保存遍历进度。
工作原理详解
- 迭代器函数：每次调用返回下一个元素或
nil（结束标志）。 - 闭包：有状态迭代器利用 Lua 的闭包特性保存内部变量。
- 内置实现：
ipairs：返回索引和值的对，仅限连续数字索引。pairs：调用next函数遍历表的键值对。
优点与应用场景
优点
- 简洁：隐藏遍历细节，提升可读性。
- 可定制：支持任意数据结构的遍历。
- 高效：按需生成元素，节省内存。
应用场景
- 数组遍历：处理列表数据。
- 复杂结构：遍历树或图。
- 动态生成：如无限序列或过滤器。
常见问题与注意事项
- ipairs vs pairs：
ipairs只遍历连续索引，pairs遍历所有键。
local t = {1, 2, [4] = 4}
for i, v in ipairs(t) do print(i, v) end -- 只到 2
for k, v in pairs(t) do print(k, v) end -- 包括 4
- 迭代器状态：
- 无状态迭代器需手动传递状态，有状态更简洁但内存开销稍大。
- 中断遍历：
- 使用
break提前退出。
- nil 值：
- 表中
nil会影响ipairs的连续性。
参考资料与出站链接
- 官方文档：
- 学习资源：
- 菜鸟教程 – Lua 迭代器（中文）
- Lua Users – Iterators（英文）
- 工具支持：
- ZeroBrane Studio：调试迭代。
如果您需要更复杂的迭代器示例（如过滤器或多表遍历），请告诉我，我会进一步扩展！
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