前言

迭代器就是一種可以遍歷一種集合中所有元素的機(jī)制，在Lua中，通常將迭代器表示為函數(shù)。每調(diào)用一次函數(shù)，就返回集合中的“下一個(gè)”元素。每個(gè)迭代器都需要在每次成功調(diào)用之后保存一些狀態(tài)，這樣才能知道它所在的位置及如何走到下一個(gè)位置，通過(guò)之前博文的總結(jié)，閉包對(duì)于這樣的任務(wù)提供了極佳的支持?，F(xiàn)在我們就用代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的迭代器。

這就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的迭代器，使用閉包來(lái)完成整個(gè)任務(wù)；這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，接下來(lái)，再看看泛型for的語(yǔ)義。

泛型for的語(yǔ)義

泛型for比較復(fù)雜，它在循環(huán)過(guò)程內(nèi)保存了迭代器函數(shù)。它實(shí)際上保存著3個(gè)值：一個(gè)迭代器函數(shù)、一個(gè)恒定狀態(tài)和一個(gè)控制變量。接下來(lái)，分別進(jìn)行總結(jié)。
泛型for的語(yǔ)法如下：

其中，<var-list>是一個(gè)或多個(gè)變量名的列表，以逗號(hào)分隔；<exp-list>是一個(gè)或多個(gè)表達(dá)式的列表，同樣以逗號(hào)分隔。通常表達(dá)式列表只有一個(gè)元素，即一句對(duì)迭代器函數(shù)的調(diào)用。例如：

for做的第一件事就是對(duì)in后面的表達(dá)式求值，這些表達(dá)式應(yīng)該返回3個(gè)值供for保存：迭代器函數(shù)、恒定狀態(tài)和控制變量的初值。這里和多重賦值是一樣的，只有最后一個(gè)表達(dá)式才會(huì)產(chǎn)生多個(gè)結(jié)果，并且只會(huì)保留前3個(gè)值，多余的值會(huì)被丟棄；而不夠的話，就以nil補(bǔ)足。

在初始化完成以后，for會(huì)以恒定狀態(tài)和控制變量來(lái)調(diào)用迭代器函數(shù)。然后for將迭代器函數(shù)的返回值賦予變量列表中的變量。如果第一個(gè)返回值為nil，那么循環(huán)就終止，否則，for執(zhí)行它的循環(huán)體，隨后再次調(diào)用迭代器函數(shù)，并重復(fù)這個(gè)過(guò)程。在前言部分的代碼中，只是返回了迭代器函數(shù)，并沒(méi)有返回恒定狀態(tài)和控制變量。下面通過(guò)代碼來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，比如：

無(wú)狀態(tài)的迭代器

所謂“無(wú)狀態(tài)的迭代器”，就是一種自身不保存任何狀態(tài)的迭代器。因此，我們可以在多個(gè)循環(huán)中使用同一個(gè)無(wú)狀態(tài)的迭代器，避免創(chuàng)建新的閉包的開銷。

在每次迭代中，for循環(huán)都會(huì)用恒定狀態(tài)和控制變量來(lái)調(diào)用迭代器函數(shù)。一個(gè)無(wú)狀態(tài)的迭代器可以根據(jù)這兩個(gè)值來(lái)為下次迭代生成下一個(gè)元素。這類迭代器的代表就是ipairs。它可以用來(lái)迭代一個(gè)數(shù)組的所有元素。如下述演示代碼：

在這里，迭代器狀態(tài)就是需要遍歷的table（一個(gè)恒定狀態(tài)，它不會(huì)在循環(huán)中改變）及當(dāng)前的索引值（控制變量）。我們可以使用Lua代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)ipairs，大概就如下代碼：

函數(shù)pairs與ipairs類似，也是用于遍歷一個(gè)table中的所有元素。不同的是，它的迭代器函數(shù)是Lua中的一個(gè)基本函next。

在調(diào)用next(t, k)時(shí)，k是table t的一個(gè)key。此調(diào)用會(huì)以table中的任意次序返回一組值：此table的下一個(gè)key，及這個(gè)key所對(duì)應(yīng)的值。而調(diào)用next(t, nil)時(shí)，返回table的第一組值。若沒(méi)有下一組值時(shí)，next返回nil。所以，我們也可以使用next來(lái)判斷一個(gè)table是否為空。

對(duì)于大家經(jīng)常迷惑的ipairs和pairs的區(qū)別，在這里就能看的一清二楚了，ipairs只能用于遍歷index是整型的table，同時(shí)，由于ipairs返回的控制變量初值為0，這就決定了，ipairs只能訪問(wèn)index從1開始的key和value；ipairs不能返回nil，當(dāng)key對(duì)應(yīng)的值為nil時(shí)，就直接終止遍歷；而pairs則沒(méi)有要求。關(guān)于ipairs和pairs的具體差異，請(qǐng)參考這篇博文：點(diǎn)這里。

當(dāng)然了，有了無(wú)狀態(tài)的迭代器，就有了有狀態(tài)的迭代器了，有狀態(tài)的迭代器就是專門用一個(gè)table來(lái)保存狀態(tài)；在無(wú)狀態(tài)的迭代器中，我們每一次都是迭代一個(gè)table，這個(gè)table就是一個(gè)無(wú)狀態(tài)的table，它不會(huì)再遍歷的過(guò)程中發(fā)生變化，而有狀態(tài)的迭代器，則會(huì)在遍歷的過(guò)程中對(duì)迭代的table進(jìn)行變更，迭代的table的狀態(tài)也隨之發(fā)生了變化。這里不做詳細(xì)的總結(jié)。