Lua編譯執行與錯誤 dofile loadstring

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1. 編譯：
    Lua中提供了dofile函數，它是一種內置的操作，用於運行Lua代碼塊。但實際上dofile只是一個輔助函數，loadfile纔是真正的核心函數。相比於dofile，loadfile只是從指定的文件中加載Lua代碼塊，然後編譯這段代碼塊，如果有編譯錯誤，就返回nil，同時給出錯誤信息，但是在編譯成功後並不真正的執行這段代碼塊。因此，我們可以將dofile實現爲：

1 function dofile(filename)
2     local f = assert(loadfile(filename))
3     return f()
4 end

    這裏如果loadfile執行失敗，assert函數將直接引發一個錯誤。通過dofile的代碼，我們還可以看出，如果打算多次運行一個文件中的Lua代碼塊，我們可以只執行loadfile一次，之後多次運行它返回的結果即可，這樣就可以節省多次編譯所帶來的開銷。這一點也是loadfile和dofile在性能上的區別。
    Lua中還提供了另外一種動態執行Lua代碼的方式，即loadstring函數。顧名思義，相比於loadfile，loadstring的代碼源來自於其參數中的字符串，如：
    f = loadstring("i = i + 1")
    此時f就變成了一個函數，每次調用時就執行"i = i + 1"，如：

1 i = 0
2 f()  
3 print(i) --將輸出1
4 f()
5 print(i) --將輸出2

    loadstring確實是一個功能強大的函數，但是由此而換來的性能開銷也是我們不得不考慮的事情。所以對於很多常量字符串如果仍然使用loadstring方式，那就沒有太大意義了，如上面的例子f = loadstring("i = i + 1")，因爲我們完全可以通過f = function () i = i + 1 end的形式取而代之。而後者的執行效率要遠遠高於前者。畢竟後者只編譯一次，而前者則在每次調用loadstring時均被編譯。對於loadstring，我們還需要注意的是，該函數總是在全局環境中編譯它的字符串，因此它將無法文件局部變量，而是隻能訪問全局變量，如：

1 i = 32
2 local i = 0
3 f = loadstring("i = i + 1; print(i)")
4 g = function() i = i + 1; print(i) end
5 f()   --f函數中的i爲全局變量i，因此輸出33
6 g()   --g函數中的i爲局部變量i，因此輸出1

    對於loadstring返回的函數，如果需要對一個表達式求值，則必須在其之前添加return，這樣才能構成一條語句，返回表達式的值，如：

1 i = 32
2 f = loadstring("i = i + 1; return i * 2")
3 print(f()) --輸出66
4 print(f()) --輸出68。由於loadstring返回的就是正規的函數，因此可以被反覆調用。

    Lua將所有獨立的程序塊視爲一個匿名函數的函數體，並且該匿名函數還具有可變長實參，因此在調用loadstring時，可以爲其傳遞參數，如：

1 local i = 30
2 --下面的...表示變長實參，將值賦給局部變量x。
3 local f = assert(loadstring("local x = ...; return (x + 10)    * 2")) 
4 for i = 1, 20 do
5     print(string.rep("*",f(i)))
6 end

    2. C代碼：
    上一小節介紹的是動態加載Lua代碼，而事實上，Lua本身也支持動態加載C動態庫中的代碼，要完成該操作，我們需要藉助於Lua內置的系統函數package.loadlib。該函數有兩個字符串參數，分別是動態庫的全文件名和該庫包含的函數名稱，典型的調用代碼如下：
    local path = "/usr/local/lib/test.so"
    local f = package.loadlib(path,"test_func")
    由於loadlib是非常底層的函數，因爲在調用時必須提供完整的路徑名和函數名稱。

    3. 錯誤：
    Lua作爲一種嵌入式腳本語言，在發生錯誤時，不應該只是簡單的退出或崩潰。相反，一旦有錯誤發生，Lua就應該結束當前程序塊並返回到應用程序。
    在Lua中我們可以通過error()函數獲取錯誤消息，如：
    print "enter a number:"
    n = io.read("*number")
    if not n then error("invalid input") end
    上面代碼中的最後一行我們可以通過Lua提供的另外一個內置函數assert類輔助完成，如：
    print "enter a number:"
    n = assert(io.read("*number"),"invalid input")
    assert函數將檢查其第一個參數是否爲true，如果是，則簡單的返回該參數，否則就引發一個錯誤。第二個參數是可選字符串。
    對於所有的編程語言而言，錯誤處理都是一個非常重要的環節。在實際的開發中，沒有統一的指導原則，只能是在遇到問題後，經過縝密的分析在結合當時的應用場景，最後結合自己的經驗再給出錯誤的具體處理方式。在有些情況下，我們可以直接返回錯誤碼，而在另外一些情況下，則需要直接拋出錯誤，讓開發者能夠快速定位導致錯誤的代碼源。

    4. 錯誤處理與異常：
    Lua提供了錯誤處理函數pcall，該函數的第一個參數爲需要“保護執行”的函數，如果該函數執行失敗，pcall將返回false及錯誤信息，否則返回true和函數調用的返回值。見如下代碼：

 1 function foo()
 2     local a = 10
 3     print(a[2])
 4 end
 5 
 6 r, msg = pcall(foo)
 7 if r then
 8     print("This is ok.")
 9 else
10     print("This is error.")
11     print(msg)
12 end
13 --輸出結果爲：
14 --This is error.
15 --d:/test.lua:3: attempt to index local 'a' (a number value)

    我們也可以給pcall函數直接傳遞匿名函數，如：

 1 r, msg = pcall(function() error({code = 121}) end)
 2 if r then
 3     print("This is ok.")
 4 else
 5     print("This is error.")
 6     print(msg.code)
 7 end
 8 --輸出結果爲：
 9 --This is error.
10 --121

    5. 錯誤消息與追溯：
    通常在錯誤發生時，希望得到更多的調試信息，而不是隻有發生錯誤的位置。至少等追溯到發生錯誤時和函數調用情況，顯示一個完整的函數調用棧軌跡。要完成這一功能，我們需要使用Lua提供的另外一個內置函數xpcall。該函數除了接受一個需要被調用的函數之外，還接受第二個參數，即錯誤處理函數。當發生錯誤時，Lua會在調用棧展開前調用錯誤處理函數。這樣，我們就可以在這個函數中使用debug庫的debug.traceback函數，它會根據調用棧來構建一個擴展的錯誤消息。如：

 1 function errorFunc()
 2     local a = 20
 3     print(a[10])
 4 end
 5 
 6 function errorHandle()
 7     print(debug.traceback())
 8 end
 9 
10 if xpcall(errorFunc,errorHandle) then
11     print("This is OK.")
12 else
13     print("This is error.")
14 end
15 
16 --輸出結果爲：
17 --[[stack traceback:
18         d:/test.lua:7: in function <d:/test.lua:6>
19         d:/test.lua:3: in function <d:/test.lua:1>
20         [C]: in function 'xpcall'
21         d:/test.lua:10: in main chunk
22         [C]: ?
23 This is error.
24 --]]