Lua 5.3 中每个脚本的独特环境

Question

我希望能够有一大块 Lua 代码（一个 "script"）可以在游戏中的敌人类型之间共享，但是脚本的每个实例都有一个唯一的执行环境。为了说明我的问题，这是我第一次尝试脚本的样子：

time_since_last_shoot = 0

tick = function(entity_id, dt)
  time_since_last_shoot = time_since_last_shoot + dt
  if time_since_last_shoot > 10 then
    enemy = find_closest_enemy(entity_id)
    shoot(entity_id, enemy)
    time_since_last_shoot = 0
  end
end

但这失败了，因为我将在所有敌人之间共享全局 time_since_last_shoot 变量。然后我尝试了这个：

spawn = function(entity)
  entity.time_since_last_shoot = 0;
end

tick = function(entity, dt)
  entity.time_since_last_shoot = entity.time_since_last_shoot + dt
    if entity.time_since_last_shoot > 10 then
      enemy = find_closest_enemy(entity)
      shoot(entity, enemy)
      entity.time_since_last_shoot = 0
    end
end

然后我为每个实体创建一个唯一的 table，然后在调用 spawn 和 tick 函数时将其作为第一个参数传递。然后以某种方式将 table 映射回运行时的 id。哪个可行，但我有几个问题。

首先，它容易出错。脚本仍然可能意外创建全局状态，这可能导致稍后在同一脚本甚至其他脚本中出现难以调试的问题。

其次，由于更新和 tick 函数本身是全局的，因此当我创建试图使用相同界面的第二种类型的敌人时，我仍然会运行遇到问题。我想我可以通过某种命名约定来解决这个问题，但肯定有更好的方法来处理这个问题。

我确实找到了 this 问题，它似乎在问同样的事情，但接受的答案没有具体说明，并且指的是 [=40] 中不存在的 lua_setfenv 函数=] 5.3。好像被_ENV 代替了，可惜我对Lua 不够熟悉，无法完全理解and/or 翻译这个概念。

[edit] 根据@hugomg 的建议第三次尝试：

-- baddie.lua
baddie.spawn = function(self)
    self.time_since_last_shoot = 0
end

baddie.tick = function(self, dt)
    entity.time_since_last_shoot = entity.time_since_last_shoot + dt
    if entity.time_since_last_shoot > 10 then
      enemy = find_closest_enemy(entity)
      shoot(entity, enemy)
      entity.time_since_last_shoot = 0
    end
end

在 C++ 中（使用 sol2）：

// In game startup
sol::state lua;
sol::table global_entities = lua.create_named_table("global_entities");

// For each type of entity
sol::table baddie_prototype = lua.create_named_table("baddie_prototype");
lua.script_file("baddie.lua")
std::function<void(table, float)> tick = baddie_prototype.get<sol::function>("tick");

// When spawning a new instance of the enemy type
sol::table baddie_instance = all_entities.create("baddie_instance");
baddie_instance["entity_handle"] = new_unique_handle();

// During update
tick(baddie_instance, 0.1f);`

这按我的预期工作，我喜欢这个界面，但我不确定它是否遵循了比我更熟悉 Lua 的人最不意外的路径。也就是说，我使用隐含的自我参数和我prototype/instance之间的区别。我的想法是正确的还是我做了什么奇怪的事情？

Answer 1

_ENV 在 5.3 中的工作方式是全局变量是 "syntactic" 糖，用于从 _ENV 变量读取字段。例如，一个程序

local x = 10
y = 20
print(x + y)

相当于

local x = 10
_ENV.y = 20
_ENV.print(x + _ENV.y)

默认情况下，_ENV 是一个 "global table"，其工作方式与您期望的全局变量的行为一样。但是，如果您创建一个名为 _ENV 的局部变量（或函数参数），那么在该变量的范围内，任何未绑定的变量都将指向这个新环境，而不是指向通常的全局范围。例如，以下程序打印 10:

local _ENV = {
    x = 10,
    print=print
}
-- the following line is equivalent to 
-- _ENV.print(_ENV.x)
print(x)

在您的程序中，使用此技术的一种方法是为您的环境函数添加一个额外参数：

tick = function(_ENV, entity, dt)
    -- ...
end

那么，函数内的任何全局变量实际上只是访问 _ENV 参数中的字段，而不是实际的全局变量。

也就是说，我不确定 _ENV 是解决您问题的最佳工具。对于您的第一个问题，即意外创建全局变量，一个更简单的解决方案是在您分配给未声明的全局变量时使用 linter 来警告您。至于第二个问题，您可以将更新和滴答功能放在 table 中，而不是让它们成为全局的。

Answer 2

对于您的第一个问题（意外创建全局变量），您可以依赖像 luacheck or a module that prevents you from creating globals like strict.lua from Penlight.

这样的 linter

然后，为什么不把事情本地化呢？我的意思是 time_since_last_shoot 和 tick。这利用了闭包，闭包是 Lua 最有用的特性之一。如果你想要不同的报价函数，每个函数都有自己的变量，你可以这样做：

local function new_tick()
    local time_since_last_shoot = 0
    return function(entity_id, dt)
        time_since_last_shoot = time_since_last_shoot + dt
        if time_since_last_shoot > 10 then
            local enemy = find_closest_enemy(entity_id)
            shoot(entity_id, enemy)
            time_since_last_shoot = 0
      end
    end
end

local tick_1 = new_tick()
local tick_2 = new_tick()

当然，你也可以使用环境，但这里我认为局部变量和闭包是更好的解决问题的方法。

Lua 5.3 中每个脚本的独特环境

A unique environment per script in Lua 5.3

lua

game-engine