Замыкания

Функция может создать другую функцию и вернуть её, как любое другое значение. Новая функция запоминает локальные переменные создавшей её функции, даже когда та уже закончилась. Вот функция, которая делает счётчики:

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

local countEggs = makeCounter()
print(countEggs())
print(countEggs())
print(countEggs())

Программа выводит:

1
2
3

По шагам: makeCounter() создаёт локальную переменную count со значением 0, затем создаёт анонимную функцию, возвращает её и заканчивается. Возвращённая функция сохраняется в countEggs. Обычно локальные переменные функции исчезают, когда она заканчивается, но count не исчезает: возвращённая функция её использует, поэтому Lua хранит её, пока существует эта функция. Каждый вызов countEggs() увеличивает этот count и возвращает его.

Функция вместе с переменными, которые она запоминает, называется замыканием. Каждый вызов makeCounter создаёт новый count, поэтому у каждого счётчика свой:

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

local eggs = makeCounter()
local milk = makeCounter()
eggs()
eggs()
milk()
print("Яйца: " .. eggs())
print("Молоко: " .. milk())

Программа выводит:

Яйца: 3
Молоко: 2

eggs() в отдельной строке вызывает счётчик и отбрасывает возвращённое число; так можно. Почему бы просто не использовать одну переменную снаружи функции? Тогда любая часть программы могла бы её изменить, а для двух счётчиков понадобились бы две переменные и две функции. В замыкании count спрятана: добраться до неё может только сам счётчик.

Параметры внешней функции — тоже её локальные переменные, поэтому замыкание запоминает и их:

local function makeSeller(price)
    return function(count)
        return count * price
    end
end

local sellCarrots = makeSeller(5)
local sellPumpkins = makeSeller(20)
print(sellCarrots(10), sellPumpkins(3), sellCarrots(2))

Программа выводит:

50	60	10

sellCarrots помнит цену 5, а sellPumpkins — 20. У каждой возвращённой функции своя price, заданная один раз при её создании.