Lua - 協程：初學者指南
前言
你好，未來的程式設計師們！今天，我們將踏上一段令人興奮的旅程，探索Lua協程的神秘世界。我知道你們現在可能會怎麼想："協程？這聽起來很複雜！" 但別擔心，我會一步步地引導你們了解這個概念，就像我過去幾年來對無數學生所做的一樣。
想像你正在閱讀一本扣人心弦的書，但你需要休息一下。你放下一個書籤，關上書，稍後再回來從你停止的地方繼續閱讀。這就是協程在程式設計中的做法！它們讓一個程序在某一點暫停執行，然後稍後從那個精確的位置恢復。
在Lua中，協程是一種在單個程序中擁有多個"線程"執行的方式。但與傳統線程不同，協程是合作的，意味著它們自願放棄控制權，而不是被操作系統搶佔。
協程中可用的函數
在我們深入範例之前，讓我們先看看在Lua中使用協程時主要的函數。我會以表格的形式呈現這些函數，方便參考：
| 函數 | 描述 |
|---|---|
| coroutine.create() | 創建一個新的協程 |
| coroutine.resume() | 開始或繼續執行一個協程 |
| coroutine.yield() | 暫停一個協程的執行 |
| coroutine.status() | 返回一個協程的狀態 |
| coroutine.wrap() | 創建一個恢復協程的函數 |
如果這些函數現在對你來說還不是很清楚，別擔心。我們將在範例中探索每一個！
範例
讓我們從一個簡單的範例開始，看看協程是如何工作的：
function count(start, finish)
for i = start, finish do
print(i)
coroutine.yield()
end
end
co = coroutine.create(count)
coroutine.resume(co, 1, 5)
print("回到主程序")
coroutine.resume(co)
print("再次回到主程序")
coroutine.resume(co)
print("再一次回到主程序")
coroutine.resume(co)上面的範例做了什麼？
讓我們一步步分解：
-
我們定義了一個名為
count的函數，它接受兩個參數：start和finish。 -
在函數內部，我們有一個for循環，從
start打印到finish。在每次打印後，它調用coroutine.yield()，這會暫停函數的執行。 -
我們使用
coroutine.create(count)創建一個協程。這並不會立即執行函數；它只是準備讓它作為協程運行。 -
我們使用
coroutine.resume(co, 1, 5)來開始協程。1和5會作為參數傳遞給count函數。 -
協程打印
1然後暫停。控制權返回到主程序，打印 "回到主程序"。 -
我們再次使用
coroutine.resume(co)恢復協程。它會從上次暫停的地方繼續執行，打印2，然後再次暫停。 -
這個過程會持續，直到協程完成執行。
當你運行這個程序時，你會看到數字與 "回到主程序" 消息交錯出現。就像主程序和協程在輪流出牌！
另一個協程範例
讓我們再看一個範例來加強我們的理解：
function producer()
return coroutine.create(function()
for i = 1, 5 do
coroutine.yield("Item " .. i)
end
end)
end
function consumer(prod)
local status, value = coroutine.resume(prod)
while status and value do
print("消耗: " .. value)
status, value = coroutine.resume(prod)
end
end
-- 創建生產者協程
local prod = producer()
-- 開始消耗
consumer(prod)在這個範例中，我們有一個生產者-消費者場景：
-
producer函數創建一個協程，一次生成一個項目。 -
consumer函數接受一個生產者協程，並消耗所有的項目。 -
我們創建一個生產者協程並傳遞給消費者。
當你運行這個程序時，你會看到：
消耗: Item 1
消耗: Item 2
消耗: Item 3
消耗: Item 4
消耗: Item 5這演示了協程如何用於實現合作多任務。生產者以自己的節奏生成項目，而消費者則在項目可用時處理它們。
協程在遊戲開發（用於管理遊戲狀態）、實現迭代器或以同步方式處理異步操作等場景中特別有用。
記住，熟練才能精通！嘗試修改這些範例，玩轉代碼，看看會發生什麼。這是學習編程的最佳方式。而且誰知道呢？也許有一天你會教導下一代程式設計師協程！
未來的Lua大師，快樂編程！
Credits: Image by storyset