Lua 函数式编程
概述
Lua 一等公民函数支持完整函数式编程范式：map/filter/reduce、函数组合（compose/pipe）、柯里化（curry）、记忆化（memoize）均可用闭包实现。
关键内容
核心高阶函数
local F = {}
-- map: 对每个元素应用变换
function F.map(t, fn)
local result = {}
for i, v in ipairs(t) do result[i] = fn(v, i) end
return result
end
-- filter: 保留满足谓词的元素
function F.filter(t, pred)
local result = {}
for _, v in ipairs(t) do
if pred(v) then result[#result+1] = v end
end
return result
end
-- reduce: 折叠为单值
function F.reduce(t, fn, init)
local acc = init
for _, v in ipairs(t) do acc = fn(acc, v) end
return acc
end
函数组合与管道
-- compose: 右到左，数学风格 f(g(h(x)))
function F.compose(...)
local fns = {...}
return function(x)
local result = x
for i = #fns, 1, -1 do result = fns[i](result) end
return result
end
end
-- pipe: 左到右，数据流风格
function F.pipe(...)
local fns = {...}
return function(x)
local result = x
for _, fn in ipairs(fns) do result = fn(result) end
return result
end
end
-- 实用示例：过滤偶数并取平方
local even_squares = F.pipe(
function(t) return F.filter(t, function(x) return x % 2 == 0 end) end,
function(t) return F.map(t, function(x) return x * x end) end
)({1,2,3,4,5,6,7,8,9,10})
-- 结果: {4, 16, 36, 64, 100}
柯里化
-- curry: 将多参函数变为可逐步应用的单参函数链
function F.curry(fn, arity)
arity = arity or debug.getinfo(fn, "u").nparams
local function curried(args)
if #args >= arity then return fn(table.unpack(args)) end
return function(...)
local new_args = {table.unpack(args)}
for _, v in ipairs({...}) do new_args[#new_args+1] = v end
return curried(new_args)
end
end
return curried({})
end
-- 使用：add(1)(2)(3) 或 add(1, 2)(3) 均可
local add = F.curry(function(a, b, c) return a + b + c end)
print(add(1)(2)(3)) -- 6
记忆化
-- memoize: 缓存计算结果，适合纯函数重复调用
function F.memoize(fn)
local cache = {}
return function(...)
local key = table.concat({...}, ",")
if cache[key] == nil then
cache[key] = fn(...)
end
return cache[key]
end
end
-- 经典用例：斐波那契数列（注意需先声明 local）
local fib
fib = F.memoize(function(n)
if n <= 1 then return n end
return fib(n-1) + fib(n-2)
end)
设计原则
- 纯函数优先：无副作用，相同输入永远相同输出，便于测试和组合
- 惰性管道：pipe/compose 延迟执行，只在传入数据时触发
- 记忆化适用范围：仅适用于纯函数；若 key 包含 table 引用，需自定义序列化
- 柯里化 arity：Lua 不支持函数签名反射时手动指定
arity参数
常见陷阱
- memoize key 冲突：
table.concat({1,2}, ",")与table.concat({12}, ",")相同，需更健壮的 key 生成 - curry + vararg：Lua 的
...在闭包中传递需用{...}打包，不能直接捕获 - compose 顺序：compose 是右到左（数学），pipe 是左到右（数据流），混淆是高频错误
来源
- raw/articles/programming/lua/lua-skill/references/patterns.md — Lua 高级模式参考，函数式编程模式章节