Lua学习之路(十七) ------Lua 错误处理/调试

  • Lua 错误处理

程序运行中错误处理是必要的,在我们进行文件操作,数据转移及web service 调用过程中都会出现不可预期的错误。如果不注重错误信息的处理,就会造成信息泄露,程序无法运行等情况。

任何程序语言中,都需要错误处理。错误类型有:

  • 语法错误
  • 运行错误

①.语法错误

语法错误通常是由于对程序的组件(如运算符、表达式)使用不当引起的。一个简单的实例如下:

-- test.lua 文件
a == 2

以上代码执行结果为:

lua: test.lua:2: syntax error near '=='

正如你所看到的,以上出现了语法错误,一个 "=" 号跟两个 "=" 号是有区别的。一个 "=" 是赋值表达式两个 "=" 是比较运算。

另外一个实例:

for a= 1,10
   print(a)
end

执行以上程序会出现如下错误:

lua: test2.lua:2: 'do' expected near 'print'

语法错误比程序运行错误更简单,运行错误无法定位具体错误,而语法错误我们可以很快的解决,如以上实例我们只要在for语句下添加 do 即可:

for a= 1,10
do
   print(a)
end

②.运行错误

运行错误是程序可以正常执行,但是会输出报错信息。如下实例由于参数输入错误,程序执行时报错:

function add(a,b)
   return a+b
end

add(10)

当我们编译运行以下代码时,编译是可以成功的,但在运行的时候会产生如下错误:

lua: test2.lua:2: attempt to perform arithmetic on local 'b' (a nil value)
stack traceback:
    test2.lua:2: in function 'add'
    test2.lua:5: in main chunk
    [C]: ?

以下报错信息是由于程序缺少 b 参数引起的。


③.错误处理

我们可以使用两个函数:assert 和 error 来处理错误。实例如下:

local function add(a,b)
   assert(type(a) == "number", "a 不是一个数字")
   assert(type(b) == "number", "b 不是一个数字")
   return a+b
end
add(10)

执行以上程序会出现如下错误:

lua: test.lua:3: b 不是一个数字
stack traceback:
    [C]: in function 'assert'
    test.lua:3: in local 'add'
    test.lua:6: in main chunk
    [C]: in ?

实例中assert首先检查第一个参数,若没问题,assert不做任何事情;否则,assert以第二个参数作为错误信息抛出。

④.error函数

语法格式:

error (message [, level])

功能:终止正在执行的函数,并返回message的内容作为错误信息(error函数永远都不会返回)

通常情况下,error会附加一些错误位置的信息到message头部。

Level参数指示获得错误的位置:

  • Level=1[默认]:为调用error位置(文件+行号)
  • Level=2:指出哪个调用error的函数的函数
  • Level=0:不添加错误位置信息

⑤.pcall 和 xpcall、debug

Lua中处理错误,可以使用函数pcall(protected call)来包装需要执行的代码。

pcall接收一个函数和要传递个后者的参数,并执行,执行结果:有错误、无错误;返回值true或者或false, errorinfo。

语法格式如下

if pcall(function_name, ….) then
-- 没有错误
else
-- 一些错误
end

简单实例:

> =pcall(function(i) print(i) end, 33)
33
true
   
> =pcall(function(i) print(i) error('error..') end, 33)
33
false        stdin:1: error..
> function f() return false,2 end
> if f() then print '1' else print '0' end
0

pcall以一种"保护模式"来调用第一个参数,因此pcall可以捕获函数执行中的任何错误。

通常在错误发生时,希望落得更多的调试信息,而不只是发生错误的位置。但pcall返回时,它已经销毁了调用桟的部分内容。

Lua提供了xpcall函数,xpcall接收第二个参数——一个错误处理函数,当错误发生时,Lua会在调用桟展看(unwind)前调用错误处理函数,于是就可以在这个函数中使用debug库来获取关于错误的额外信息了。

debug库提供了两个通用的错误处理函数:

  • debug.debug:提供一个Lua提示符,让用户来检查错误的原因
  • debug.traceback:根据调用桟来构建一个扩展的错误消息
>=xpcall(function(i) print(i) error('error..') end, function() print(debug.traceback()) end, 33)
33
stack traceback:
stdin:1: in function <stdin:1>
[C]: in function 'error'
stdin:1: in function <stdin:1>
[C]: in function 'xpcall'
stdin:1: in main chunk
[C]: in ?
false        nil

xpcall 使用实例 2:

function myfunction ()
   n = n/nil
end

function myerrorhandler( err )
   print( "ERROR:", err )
end

status = xpcall( myfunction, myerrorhandler )
print( status)

执行以上程序会出现如下错误:

ERROR:    test2.lua:2: attempt to perform arithmetic on global 'n' (a nil value)
false

  • Lua调试

Lua 提供了 debug 库用于提供创建我们自定义调试器的功能。Lua 本身并未有内置的调试器,但很多开发者共享了他们的 Lua 调试器代码。

Lua 中 debug 库包含以下函数:

序号 方法 & 用途
1. debug():

进入一个用户交互模式,运行用户输入的每个字符串。 使用简单的命令以及其它调试设置,用户可以检阅全局变量和局部变量, 改变变量的值,计算一些表达式,等等。 
输入一行仅包含 cont 的字符串将结束这个函数, 这样调用者就可以继续向下运行。

2. getfenv(object):

返回对象的环境变量。

3. gethook(optional thread):

返回三个表示线程钩子设置的值: 当前钩子函数,当前钩子掩码,当前钩子计数

4. getinfo ([thread,] f [, what]):

返回关于一个函数信息的表。 你可以直接提供该函数, 也可以用一个数字 f 表示该函数。 数字 f 表示运行在指定线程的调用栈对应层次上的函数: 0 层表示当前函数(getinfo 自身); 1 层表示调用 getinfo 的函数 (除非是尾调用,这种情况不计入栈);等等。 如果 f 是一个比活动函数数量还大的数字, getinfo 返回 nil。

5. debug.getlocal ([thread,] f, local):

此函数返回在栈的 f 层处函数的索引为 local 的局部变量 的名字和值。 这个函数不仅用于访问显式定义的局部变量,也包括形参、临时变量等。

6. getmetatable(value):

把给定索引指向的值的元表压入堆栈。如果索引无效,或是这个值没有元表,函数将返回 0 并且不会向栈上压任何东西。

7. getregistry():

返回注册表表,这是一个预定义出来的表, 可以用来保存任何 C 代码想保存的 Lua 值。

8. getupvalue (f, up)

此函数返回函数 f 的第 up 个上值的名字和值。 如果该函数没有那个上值,返回 nil 。 
以 '(' (开括号)打头的变量名表示没有名字的变量 (去除了调试信息的代码块)。

10. sethook ([thread,] hook, mask [, count]):

将一个函数作为钩子函数设入。 字符串 mask 以及数字 count 决定了钩子将在何时调用。 掩码是由下列字符组合成的字符串,每个字符有其含义:

  • 'c': 每当 Lua 调用一个函数时,调用钩子;
  • 'r': 每当 Lua 从一个函数内返回时,调用钩子;
  • 'l': 每当 Lua 进入新的一行时,调用钩子。
11. setlocal ([thread,] level, local, value):

这个函数将 value 赋给 栈上第 level 层函数的第 local 个局部变量。 如果没有那个变量,函数返回 nil 。 如果 level 越界,抛出一个错误。

12. setmetatable (value, table):

将 value 的元表设为 table (可以是 nil)。 返回 value。

13. setupvalue (f, up, value):

这个函数将 value 设为函数 f 的第 up 个上值。 如果函数没有那个上值,返回 nil 否则,返回该上值的名字。

14. traceback ([thread,] [message [, level]]):

如果 message 有,且不是字符串或 nil, 函数不做任何处理直接返回 message。 否则,它返回调用栈的栈回溯信息。 字符串可选项 message 被添加在栈回溯信息的开头。 数字可选项 level 指明从栈的哪一层开始回溯 (默认为 1 ,即调用 traceback 的那里)。

上表列出了我们常用的调试函数,接下来我们可以看些简单的例子:

①.实例1

function myfunction ()
print(debug.traceback("Stack trace"))
print(debug.getinfo(1))
print("Stack trace end")
    return 10
end
myfunction ()
print(debug.getinfo(1))

执行以上代码输出结果为:

Stack trace
stack traceback:
    test2.lua:2: in function 'myfunction'
    test2.lua:8: in main chunk
    [C]: ?
table: 0054C6C8
Stack trace end

在以实例中,我们使用到了 debug 库的 traceback 和 getinfo 函数, getinfo 函数用于返回函数信息的表。

②.实例2

我们经常需要调试函数的内的局部变量。我们可以使用 getupvalue 函数来设置这些局部变量。实例如下:

function newCounter ()
  local n = 0
  local k = 0
  return function ()
    k = n
    n = n + 1  --没有加local,是全局变量
    return n
    end
end

counter = newCounter ()
print(counter())
print(counter())

local i = 1

repeat
  name, val = debug.getupvalue(counter, i)
  if name then
    print ("index", i, name, "=", val)
    if(name == "n") then
        debug.setupvalue (counter,2,10)
    end
    i = i + 1
  end -- if
until not name

print(counter())

执行以上代码输出结果为:

1
2
index    1    k    =    1
index    2    n    =    2
11

在以上实例中,计数器在每次调用时都会自增1。实例中我们使用了 getupvalue 函数查看局部变量的当前状态。我们可以设置局部变量为新值。实例中,在设置前 n 的值为 2,使用 setupvalue 函数将其设置为 10。现在我们调用函数,执行后输出为 11 而不是 3。


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