Lua 高级技巧与优化

Lua 是一门灵活的脚本语言，高级技巧可以让代码更加高效、优雅，同时减少内存占用和性能开销。

🧩 尾递归优化

Lua 支持 尾递归优化，在函数最后调用自身时不会增加调用栈。

function factorial(n, acc)
  acc = acc or 1
  if n == 0 then
    return acc
  else
    return factorial(n - 1, n * acc)  -- 尾递归
  end
end

print(factorial(1000))  -- 大数也不会栈溢出

尾递归可用于实现循环逻辑而不消耗额外栈空间。

🧶 闭包（Closure）

闭包可以 保存函数外的局部变量状态，实现数据封装。

function counter()
  local count = 0
  return function()
    count = count + 1
    return count
  end
end

local c = counter()
print(c())  -- 1
print(c())  -- 2

📦 table 优化技巧

1. 预分配表大小 避免频繁扩容：

local t = {}
for i = 1, 1000 do
  t[i] = i
end

2. 数组与哈希表分开，避免混用导致性能下降。

3. 使用局部变量访问表元素，比全局访问快：

local t = {x=10, y=20}
local x = t.x
print(x)

🔄 元表高级用法

• 使用 __index 和 __newindex 实现属性访问控制
• 使用 __add, __sub 等运算符重载实现对象行为
• 利用元表实现简单的类系统和继承机制

local Vector = {}
Vector.__index = Vector

function Vector:new(x, y)
  return setmetatable({x=x, y=y}, self)
end

function Vector:__add(v)
  return Vector:new(self.x + v.x, self.y + v.y)
end

🧠 内存与性能优化

• 避免频繁创建短生命周期的表或字符串
• 使用局部变量代替全局变量
• 尽量使用 ipairs 遍历数组，比 pairs 更快
• 避免在循环中重复计算长度，如 #t 放在循环外

🧩 调试技巧

• 使用 print 或 io.write 简单调试
• 使用 debug 库进行堆栈跟踪、检查变量
• LuaJIT 提供高性能的调试和性能分析工具

🧠 小结

• 尾递归优化提高递归效率
• 闭包实现数据封装和状态保存
• 合理使用表和元表提高性能与可维护性
• 注意内存管理和局部变量使用
• 调试工具有助于快速定位问题