Lua教程（十一）：模块与包详解

从Lua 5.1开始，我们可以使用require和module函数来获取和创建Lua中的模块。从使用者的角度来看，一个模块就是一个程序库，可以通过require来加载，之后便得到一个类型为table的全局变量。此时的table就像名字空间一样，可以访问其中的函数和常量，如：

require "mod"
mod.foo()
local m2 = require "mod2"
local f = mod2.foo
f()

1. require函数：

require函数的调用形式为require "模块名"。该调用会返回一个由模块函数组成的table，并且还会定义一个包含该table的全局变量。在使用Lua中的标准库时可以不用显示的调用require，因为Lua已经预先加载了他们。

require函数在搜素加载模块时，有一套自定义的模式，如：

?;?.lua;c:/windows/?;/usr/local/lua/?/?.lua

在上面的模式中，只有问号(?)和分号(;)是模式字符，分别表示require函数的参数(模块名)和模式间的分隔符。如：调用require "sql"，将会打开以下的文件：

sql
sql.lua
c:/windows/sql
/usr/local/lua/sql/sql.lua

Lua将require搜索的模式字符串放在变量package.path中。当Lua启动后，便以环境变量LUA_PATH的值来初始化这个变量。如果没有找到该环境变量，则使用一个编译时定义的默认路径来初始化。如果require无法找到与模块名相符的Lua文件，就会找C程序库。C程序库的搜索模式存放在变量package.cpath中。而这个变量则是通过环境变量LUA_CPATH来初始化的。   

2. 编写模块的基本方法：

见如下代码和关键性注释：

--将模块名设置为require的参数，这样今后重命名模块时，只需重命名文件名即可。
local modname = ...
local M = {}
_G[modname] = M
M.i = {r = 0, i = 1}  --定义一个模块内的常量。
function M.new(r,i) return {r = r, i = i} end
function M.add(c1,c2) 
    return M.new(c1.r + c2.r,c1.i + c2.i)
end
 
function M.sub(c1,c2)
    return M.new(c1.r - c2.r,c1.i - c2.i)
end
--返回和模块对应的table。
return M

3. 使用环境：

仔细阅读上例中的代码，我们可以发现一些细节上问题。比如模块内函数之间的调用仍然要保留模块名的限定符，如果是私有变量还需要加local关键字，同时不能加模块名限定符。如果需要将私有改为公有，或者反之，都需要一定的修改。那又该如何规避这些问题呢？我们可以通过Lua的函数“全局环境”来有效的解决这些问题。见如下修改的代码和关键性注释：

复制代码 代码如下:

--模块设置和初始化。这一点和上例一致。
local modname = ...
local M = {}
_G[modname] = M
--声明这个模块将会用到的全局函数，因为在setfenv之后将无法再访问他们，
--因此需要在设置之前先用本地变量获取。
local sqrt = mat.sqrt
local io = io
 
--在这句话之后就不再需要外部访问了。
setfenv(1,M)
 
--后面的函数和常量定义都无需模块限定符了。
i = {r = 0, i = 1}
function new(r,i) return {r = r, i = i} end
function add(c1,c2) 
    return new(c1.r + c2.r,c1.i + c2.i)
end
 
function sub(c1,c2)
    return new(c1.r - c2.r,c1.i - c2.i)
end
--返回和模块对应的table。
return M

4. module函数：

在Lua 5.1中，我们可以用module(...)函数来代替以下代码，如：

local modname = ...
local M = {}
_G[modname] = M
package.loaded[modname] = M
    --[[
    和普通Lua程序块一样声明外部函数。
    --]]
setfenv(1,M)

由于在默认情况下，module不提供外部访问，必须在调用它之前，为需要访问的外部函数或模块声明适当的局部变量。然后Lua提供了一种更为方便的实现方式，即在调用module函数时，多传入一个package.seeall的参数，如：

    module(...,package.seeall)

注意：5.2已经不支持module了，去看看lua官网的文档，没有这个函数了，我用package.loaded.module_name = _ENV来创建模块