2. 環(huán)境與模塊

(1) 全局變量與環(huán)境

lua 中真正存儲全局變量的地方不是在 _G 里面，而是在setfenv（i,table）的table中，所有當前的全局變量都在這里面找，只不過在程序開始時lua會默認先設置一個變量 _G= 這個里面的table而已。所以在新設置環(huán)境后，如果還想找到之前的全局變量，通常需要附加上為新的table設置元表{_index=_G}

下面的幾個例子：

a=1
print(a)
print(_G.a)
--正常情況，輸出1,1

a=1
setfenv(1,{})
print(a)
print(_G.a)
--這時會出錯說找不到print，因為當前的全局變量表示空的，啥也找不到的

a=1
setfenv(1,{_G=_G})
_G.print(_G.a)

print(a)
--這時_G.print(_G.a)可以正常嗎，因為可以在新的table中找到一個叫_G的表，這個_G有之前的奈爾全局變量，但是下面的print(a)則找不到print，因為當前的table{_G=_G}沒有一個叫print的東西

local mt={__index=_G}
local t={}
setmetatable(t,mt)
setfenv(1,t)
print(a)
print(_G.a)
--這是正確輸出，因為新的全局表采用之前的表做找不到時的索引，原先的表里面存在print 、_G、 a這些東西

setfenv的第一個參數(shù)可以是當前的堆棧層次，如1代表當前代碼塊，2表調(diào)用當前的上一層，也可以是具體的那個函數(shù)名，表示在那個函數(shù)里。

每個新創(chuàng)建的函數(shù)都將繼承創(chuàng)建它的那個函數(shù)的全局環(huán)境。

從 Lua 5.1 開始，Lua 加入了標準的模塊管理機制，可以把一些公用的代碼放在一個文件里，以 API 接口的形式在其他地方調(diào)用，有利于代碼的重用和降低代碼耦合度。

(3) 創(chuàng)建模塊

其實 Lua 的模塊是由變量、函數(shù)等已知元素組成的 table，因此創(chuàng)建一個模塊很簡單，就是創(chuàng)建一個 table，然后把需要導出的常量、函數(shù)放入其中，最后返回這個 table 就行。格式如下：

-- 定義一個名為 module 的模塊
module = {}

-- 定義一個常量
module.constant = "this is a constant"

-- 定義一個函數(shù)
function module.func1()
    io.write("this is a public function!\n")
end

local function func2()
    print("this is a private function!")
end

function module.func3()
    func2()
end

return module

由上可知，模塊的結(jié)構(gòu)就是一個 table 的結(jié)構(gòu)，因此可以像操作調(diào)用 table 里的元素那樣來操作調(diào)用模塊里的常量或函數(shù)。不過上面的 func2 聲明為程序塊的局部變量，即表示一個私有函數(shù)，因此是不能從外部訪問模塊里的這個私有函數(shù)，必須通過模塊里的共有函數(shù)來調(diào)用。

最后，把上面的模塊代碼保存為跟模塊名一樣的 lua 文件里（例如上面是 module.lua），那么一個自定義的模塊就創(chuàng)建成功。

(4) 加載模塊

Lua 提供一個名為 require 的函數(shù)來加載模塊，使用也很簡單，它只有一個參數(shù)，這個參數(shù)就是要指定加載的模塊名，例如：

require("<模塊名>")
-- 或者是
-- require "<模塊名>"

然后會返回一個由模塊常量或函數(shù)組成的 table，并且還會定義一個包含該 table 的全局變量。

或者給加載的模塊定義一個別名變量，方便調(diào)用：

local m = require("module")

print(m.constant)

m.func3()

require 的意義就是導入一堆可用的名稱，這些名稱（非local的）都包含在一個table中，這個table再被包含在當前的全局表（“通常的那個_G”）中，這樣訪問一個模塊中的變量就可以使用_G.table.**了，初學者可能會認為模塊里的名稱在導入后直接就是在 _G 中了。

m=require module 

的 m 取決于這個導入的文件的返回值，沒有返回值時true，所以在標準的情況下模塊的結(jié)尾應該 return 這個模塊的名字，這樣 m 就是這個模塊的table了。

(5) 加載機制

對于自定義的模塊，模塊文件不是放在哪個文件目錄都行，函數(shù) require 有它自己的文件路徑加載策略，它會嘗試從 Lua 文件或 C 程序庫中加載模塊。

require 用于搜索 Lua 文件的路徑是存放在全局變量 package.path 中，當 Lua 啟動后，會以環(huán)境變量 LUA_PATH 的值來初始這個環(huán)境變量。如果沒有找到該環(huán)境變量，則使用一個編譯時定義的默認路徑來初始化。

當然，如果沒有 LUA_PATH 這個環(huán)境變量，也可以自定義設置，在當前用戶根目錄下打開 .profile 文件（沒有則創(chuàng)建，打開 .bashrc 文件也可以），例如把 "~/lua/" 路徑加入 LUA_PATH 環(huán)境變量里：

#LUA_PATH
export LUA_PATH="~/lua/?.lua;;"

文件路徑以 ";" 號分隔，最后的 2 個 ";;" 表示新加的路徑后面加上原來的默認路徑。

接著，更新環(huán)境變量參數(shù)，使之立即生效：

source ~/.profile

這時假設 package.path 的值是：

/Users/dengjoe/lua/?.lua;./?.lua;/usr/local/share/lua/5.1/?.lua;/usr/local/share/lua/5.1/?/init.lua;/usr/local/lib/lua/5.1/?.lua;/usr/local/lib/lua/5.1/?/init.lua

那么調(diào)用 require("module") 時就會嘗試打開以下文件目錄去搜索目標

/Users/dengjoe/lua/module.lua;
./module.lua
/usr/local/share/lua/5.1/module.lua
/usr/local/share/lua/5.1/module/init.lua
/usr/local/lib/lua/5.1/module.lua
/usr/local/lib/lua/5.1/module/init.lua

如果找過目標文件，則會調(diào)用 package.loadfile 來加載模塊。否則，就會去找 C 程序庫。搜索的文件路徑是從全局變量 package.cpath 獲取，而這個變量則是通過環(huán)境變量 LUA_CPATH 來初始。搜索的策略跟上面的一樣，只不過現(xiàn)在換成搜索的是 so 或 dll 類型的文件。如果找得到，那么 require 就會通過 package.loadlib 來加載它。