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Lua优点及特性

1. Lua 是一个小巧的脚本语言。 其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。Lua由标准C编写而成，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。Lua并没有提供强大的库，这是由它的定位决定的。Lua 有一个同时进行的JIT项目，提供在特定平台上的即时编译功能。

2. Lua脚本可以很容易的被C/C++ 代码调用，也可以反过来调用C/C++的函数，这使得Lua在应用程序中可以被广泛应用。不仅仅作为扩展脚本，也可以作为普通的配置文件，代替XML,ini等文件格式，并且更容易理解和维护。 Lua由标准C编写而成，代码简洁优美，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。一个完整的Lua解释器不过200k，在目前所有脚本引擎中，Lua的速度是最快的。

在开始学习之前，先介绍一些最基本的概念，在Lua中具有一个代码块的概念，每个函数或者for循环等都是一个代码块。在Lua中，用 “- - ”来标记该行的注释，使用“- - [ [” 和   “ - - ] ] ”之间括起来的部分进行块注释。如下所示：

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-- 行注释，仅仅注释当前行   for idx = 1, 10 do  --在代码之后进行行注释        print("idx=",idx);     end   --[[   块注释，上边的for循环结构跟end结合起来就是一个Lua中常见的代码块结构。   --]]

另外，Lua中支持的算术运算符有：+、-、*、/,即加、减、乘、除；支持的关系运算符有：==、~=(不等于)、<、>、<=、>=；支持的逻辑运算符有：and、or、not。需要注意的是，在Lua中，and逻辑运算符如果第一个参数是false，则返回false，不会执行第二个参数的代码（即使第二个参数是一个错误的表达式，也能顺利运行）；如果第一个参数是true，返回第二个参数的值。 同理，or逻辑运算符如果第一个参数不是false，则返回第一个参数的值（不会执行第二个参数的代码）；否则返回第二个参数的值。这就是所谓的逻辑运算符短路求值。

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result = true   if result and an_donot_defined_method() then     print("no erro occured!")   end   --[[   上述代码输出的错误如下：   stdin:1: attempt to call global 'an_donot_defined_method' (a nil value)   stack traceback:       stdin:1: in main chunk       [C]: ?   --]]   result =false    if (result and an_donot_defined_method())==false  then     print("no erro occured!")   end   --上述代码顺利通过编译，即使有一个没定义的方法，打印结果：no erro occured!

一、基本数据类型

Lua中具有5种基本的数据类型：nil、Boolean、string、Number和table。在Lua中使用变量不需要提前声明，变量的类型决定于用户赋值的类型。可以使用 type()函数判断变量的类型。其中，nil、Boolean、Number都是用法比较简单的类型，string、table类型用法稍微复杂点。给一个变量赋值为nil，表示释放该变量。Boolean跟其他语言一样，只有true和false两种值。Number是双精度浮点数，Lua中没有整数类型。table类型可以当作数组使用。

在Lua中，变量默认是全局的，这通常导致一些调试困难，最好尽量显式的在变量名之前加上 local 关键字声明该变量为局部变量。

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gNumber = 10  --这是一个默认全局的变量   print(type(gNumber))   --输出结果为number   gNumber = nil --之前的number类型gNumber = 10变量被释放   print(type(gNumber))   --输出结果为nil       function LocalVarFunction ()     local pTable = {} --用local关键字声明一个局部变量,这个变量将在执行LocalVarFunction方法后销毁        for idx = 1, 5 do               local result = true  --这个result将在每个for循环执行之后销毁              if result then                  local pString = "这个字符串将在if代码块之后销毁"                 pTable[idx] = pString                 print(pTable[idx])              end        end   end

下面详细介绍string以及table两种类型的详细用法。

1、string类型的用法

Lua中的字符串操作非常出色。下表是一些特殊意义的字符：

特殊的Lua字符串

a、类型转换

Lua会根据上下文在合理合法的情况下隐式进行数字和字符之间的转换。另外，也可以使用tonumber()函数和tostring()函数显式地进行字符与数字的转换。 见代码实例：

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--字符与数字的隐式转换   print("10" + 7)   --输出结果为：17,将字符10隐私转化为Number类型计算   print("hello" + 7)   --无法进行运算，即不能隐式将"hello"字符转化为Number计算   --[[      系统错误如下：   stdin:1: attempt to perform arithmetic on a string value     stack traceback:         stdin:1: in main chunk         [C]: ?     --]]               --字符与数字的显式转换   print(tonumber("100")+11)   --输出结果为：111   print(type(tostring(100)))   --输出结果为：string

b、常用的字符处理函数介绍    

• string.char()函数根据传入的ASCII编码返回该编码对应的字符。如：string.char(10),表示字符换行符，10是换行符的ASCII编码。

• string.len()函数求字符串的长度。如：

1 2	print(string.len("hello"))   --输出结果为：5

• string.sub(aString, start, end) 函数返回指定字符串的子串。如：

1 2 3

gString = "hello Lua"   print(string.sub(gString, 7,9))   --输出结果为：Lua

• string.format()函数格式化输出指定字符串。%s表示字符串，%d表示所有数字，%D表示非数字，%a表示字母，%c表示控制字符，%l小写字母，%p标点符号，%s空格符号，%u大写字母，%w字母数字，%x十六进制数，%z用0表示的字符。加%前缀可以让特殊符号也能用在格式化中（如：().%+_*?[ ^ $ ]），如%%代表百分比符号。%.4f表示小数点后有4位的浮点数，d.表示至少有两个数字的整数，如果不足两个数字则用0补足。如：

1 2 3 4

aString = "哈哈，你是"   bString = "一头猪"   print(string.format("%s%s", aString, bString))   --输出结果为：哈哈，你是一头猪

• sting.find(sourceString, targetString) 函数在sourceString字符串中查找第一个符合targetString字符串的位置，如果找到则返回开始和结束的位置，没找到则返回nil。

• string.gsub(sourceString, pattern, replacementString) 函数返回一个字符串，sourceString字符中满足pattern格式的字符都会被替换成replacementString参数的值。

• string.gfind(sourceString, pattern) 函数遍历一个字符串，一旦查找到符合指定格式的字符串就返回该子串。

2、table类型的用法

一般table可以当做数组使用，可以通过table[n]的索引形式访问任意数组中的某个成员。在Lua中，table还能被当做字典dictionary数据使用，并且数组跟字典的用法还能混合使用（实质上还是数组，只不过索引从数字变成其他属性值）。

a、使用其他值作为table的索引以及多维table

table还可以使用其他的值作为索引值,并且能用数字跟其他值同时作为同一个table的索引。如：

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gTable = {}   gTable.name = "eric"   gTable.gender = "man"   gTable.phonenumber = "0000000000"   gTable[1] = "公司"   gTable[2] = "部门"   for index, value in pairs(gTable) do      print(index, value)   end   --[[   输出结果如下：   1   公司   2   部门   phonenumber 0000000000   gender  man   name    eric   --]]

注意，上述循环中的pairs()函数可以遍历table中的每一对值（索引以及索引对应的value，有点类似字典，不是吗？）

事实上，table的索引还可以是table本身，这样就组成了一个多维table或多维字典。跟其他语言的多维数组或字典比起来，使用真是超级方便，非常非常的灵活。如：

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gTable = {}   gTable.name = "eric"   gTable.gender = "man"   gTable.phonenumber = "0000000000"   gTable[1] = "公司"   gTable[2] = "部门"   gTable.hobby = {"跑步", "读书", "游戏", "动漫"}  -- 多维table，可以通过gTable.hobby[1]的方式访问.即gTable.hobby本身也是一个table   gTable.secTable = {}   gTable.secTable.job = "程序员"   gTable.secTable.label = "写代码的"   gTable.secTable.description = "职责是实现产品的逻辑"       for index, value in pairs(gTable) do      print(index, value)     if ("table" == type(value)) then        for idx, var in pairs(value) do             print("二维table：", idx, var)        end      end   end   --[[   输出结果如下：   1   公司   2   部门   hobby   table: 0x7fdceac14bc0   二维table：    1   跑步   二维table：    2   读书   二维table：    3   游戏   二维table：    4   动漫   phonenumber 0000000000   gender  man   secTable    table: 0x7fdceac15100   二维table：    label   写代码的   二维table：    description 职责是实现产品的逻辑   二维table：    job 程序员   name    eric   --]]

b、table 的常用函数

• table.getn()函数，返回table中元素的个数。如：

1 2 3 4

gStringTable = {"a", "b","c","d","e"}   for i = 1， table.getn(gStringTable) do        print(gStringTable[i])   end

• table.sort()函数，将table中的元素从小到大排列。如：

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gNumberTable = {10, 5, 7, 2,3, 2}   table.sort(gNumberTable)   for i = 1, table.getn(gNumberTable) do       print(gNumberTable[i])   end   --输出结果如下：   2   2   3   5   7   10

• table.insert(pTable, position, value) 函数在table中插入一个新值，位置参数如果没指定，则默认将新值插入到table的末尾。

• table.remove(pTable, position) 函数从指定table中删除指定位置的元素并返回该元素，如果没有指定删除的位置，则默认删除table的最后一个元素。

介绍到这里， Lua中基本的数据类型诸位应该都能掌握，休息一下，下面接着开始简单介绍Lua的基本语句以及函数。

二、Lua中的常用语句结构以及函数

1、Lua中的常用语句结构介绍

1 2 3 4 5 6 7 8 9

--if 语句结构,如下实例：   gTable = {"hello", 10}   if nil ~= gTable[1] and "hello" == gTable[1] then     print("gTable[1] is" , gStringTable[1])   elseif  10 == gTable[2] then     print("gTable[2] is", gTable[2])   else      print("unkown gTable element")   end

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--while 和repeat循环语句结构，while先判断条件，如果true才执行代码块（有可能跳过该代码块）；repeat则是在最后判断条件，保证代码块至少执行一次。   gTable = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}   index = 1   while gTable[index] < 10 do       print("while gTable[",index,"] is ",gTable[index])      index = index + 1 -- 注意，Lua不支持index++或者index += 1形式的运算符。   end   --[[   while循环输出结果如下：   while gTable[   1   ] is    1   while gTable[   2   ] is    2   while gTable[   3   ] is    3   while gTable[   4   ] is    4   while gTable[   5   ] is    5   while gTable[   6   ] is    6   while gTable[   7   ] is    7   while gTable[   8   ] is    8   while gTable[   9   ] is    9   --]]       --上一个循环结束后，index = 10   repeat       print("repeat gTable[",index,"] is ",gTable[index])      index = index - 2   until index < 1   --[[   输出结果如下：   repeat gTable[  10  ] is    10   repeat gTable[  8   ] is    8   repeat gTable[  6   ] is    6   repeat gTable[  4   ] is    4   repeat gTable[  2   ] is    2   --]]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

--for循环结构，for循环结构具有三个参数，初始值，结束值，每个循环增加值。   for index = 1, 5 do --不设置第三个参数的话，默认缺省第三个参数是1，即每个循环 index 增加1      print("for cycle index =",index)   end   --[[   输出结果为：   for cycle index =   1   for cycle index =   2   for cycle index =   3   for cycle index =   4   for cycle index =   5   --]]       for index = 20 , 0, -5 do --设定第三个参数为-5    print("for cycle index:",index)   end   --[[   输出结果：   for cycle index:    20   for cycle index:    15   for cycle index:    10   for cycle index:    5   for cycle index:    0   --]]

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--break关键字可以使循环强制退出，Lua中没有continue关键字，需要通过其他方式实现continue关键字，比如if-else语句。或者通过网络下载Lua的continue关键字补丁安装来解决该问题       for index = 1, 100, 5 do      if index > 10 and index < 25 then  --用if-else语句实现continue关键字的功能        print("continue!!!!! index=",index)     else        if index > 15 and index < 35 then           print("break~~~~~index=",index)          break       end       print("At end index=",index)     end   end       --[[   输出结果如下：   At end index=   1   At end index=   6   continue!!!!! index=    11   continue!!!!! index=    16   continue!!!!! index=    21   break~~~~~index=    26   --]]

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--最后还要提的一点是，Lua中switch语句的缺失，用if-elseif-else语句代替的话，显得非常臃肿，还有其他的一些实现方案。笔者在网上麦子加菲童鞋的博客中找到一种Lua中代替switch语句非常优雅的方案。下面贴出麦子加菲原代码：   --Switch语句的替代语法（所有替代方案中觉得最好，最简洁，最高效，最能体现Lua特点的一种方案）   action = {       [1] = function (x) print(x) end,       [2] = function (x) print( 2 * x ) end,       ["nop"] = function (x) print(math.random()) end,       ["my name"] = function (x) print("fred") end,     }          while true do         key = getChar()         x = math.ramdon()         action[key](x)     end

2、Lua中的函数

在Lua脚本中，函数是以function关键字开始，然后是函数名称，参数列表，最后以end关键字表示函数结束。需要注意的是，函数中的参数是局部变量，如果参数列表中存在(...)时，Lua内部将创建一个类型为table的局部变量arg，用来保存所有调用时传递的参数以及参数的个数(arg.n)。

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function PrintTable (pTable)     for index = 1, table.getn(pTable) do          print("pTable[",index,"] =",pTable[index])     end   end       gStringTable = {"hello","how","are","you"}   PrintTable(gStringTable)   --[[   输出结果为：   pTable[ 1   ] = hello   pTable[ 2   ] = how   pTable[ 3   ] = are   pTable[ 4   ] = you   --]]       function PrintFriendInfo (name, gender, ...)      local friendInfoString = string.format("name:%s  gender:%d",name,gender)     if 0 < arg.n then        for index = 1, arg.n do            friendInfoString = string.format("%s otherInfo:%s",friendInfoString, arg[index])        end      end      print(friendInfoString)   end           PrintFriendInfo ("eric", 1, "程序员","2b", 50)        --输出结果为：   -- name:eric  gender:1 otherInfo:程序员 otherInfo:2b otherInfo:50

Lua函数的返回值跟其他语言比较的话，特殊的是能够返回多个返回值。return之后，该Lua函数从Lua的堆栈里被清理。

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function GetUserInfo ()       local name = "eric"       local gender = 1       local hobby = "动漫"     return name, gender, hobby   end       print(GetUserInfo())       --输出结果：eric 1   动漫

三、Lua中的库函数

在本文的最后，介绍一些Lua中常用的库函数。

1、数学库

math库的常用函数：三角函数math.sin、math.cos、取整函数math.floor、math.ceil、math.max、math.min、随机函数math.random、math.randomseed(os.time())、变量pi和huge。

2、I/O库

进行I/O操作前，必须先用io.open()函数打开一个文件。io.open()函数存在两个参数，一个是要打开的文件名，另一个是模式字符，类似"r"表示读取、“w”表示写入并同时删除文件原来内容，“a”表示追加，“b”表示打开二进制文件。该函数会返回一个表示文件的返回值，如果打开出错则返回nil，写入之前需要判断是否出错，比如：local file = assert(io.open(filename, “w”))..使用完毕后，调用io.close(file).或file:close()。

几个常用I/O函数：io.input ()、io.output ()、 io.read()、 io.write()。

1 2 3 4 5

local file = assert(io.open(filename, “w”))   if file ~= nil then     file:write("hello lua!!!!")  --注意，等同于io.write("hello lua!!!!")     file:close()  --等同于io.close(file)   end

3、调试库

• debug.getinfo()函数，他的第一个参数 可以是一个函数或一个栈层。返回结果是一个table，其中包含了函数的定义位置、行号、函数类型、函数名称等信息。

• debug.getlocal()函数检查函数任意局部变量，有两个参数，第一个是希望查询的函数栈层，另一个是变量的索引。

• assert(trunk)() 函数，执行参数中代码块并在出错时提供报错功能。

1 2 3 4 5

a = "hello world"   b = "print(a)"   assert(loadstring(b))()   --输出结果：   hello world

4、几个处理Lua代码块的函数

• loadstring(pString)()函数可以直接执行pString字符串组成的Lua代码，但不提供报错功能。

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loadstring("for index = 1, 4 do print("for cycle index =",index) end")()   --[[   输出结果   for cycle index =   1   for cycle index =   2   for cycle index =   3   for cycle index =   4   --]]

• dofile(filename)函数的功能是载入并立刻执行Lua脚本文件。可以用来载入定义函数的文件或者数据文件、或立即执行的Lua代码。dofile函数会将程序的执行目录作为当前目录。如果要载入程序执行目录的子目录里的文件，需要加上子目录的路径。

1 2	dofile("/Users/ericli/WorkSpace/Lua语言/hellolua.lua")   --输出结果：Hello Lua!

本篇总结完毕，本篇只是总结了Lua的一些最基本的语法。至于Lua的更高级的内容，比如：协同程序、模块与包、Lua调用C代码、C++与Lua的整合等，还需要在以后的学习过程中深入。

第一个 Lua 程序

交互式编程

Lua 提供了交互式编程模式。我们可以在命令行中输入程序并立即查看效果。

Lua 交互式编程模式可以通过命令 lua -i 或 lua 来启用：

$ lua -i 
$ Lua 5.3.0  Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio
>

在命令行中，输入以下命令:

> print("Hello World！")

接着我们按下回车键，输出结果如下：

> print("Hello World！")
Hello World！
>

---

脚本式编程

我们可以将 Lua 程序代码保持到一个以 lua 结尾的文件，并执行，该模式称为脚本式编程，如我们将如下代码存储在名为 hello.lua 的脚本文件中：

print("Hello World！")
print("www.runoob.com")

使用 lua 名执行以上脚本，输出结果为：

$ lua test.lua
Hello World！
www.runoob.com

我们也可以将代码修改为如下形式来执行脚本（在开头添加：#!/usr/local/bin/lua）：

#!/usr/local/bin/lua

print("Hello World！")
print("www.runoob.com")

以上代码中，我们指定了 Lua 的解释器 /usr/local/bin directory。加上 # 号标记解释器会忽略它。接下来我们为脚本添加可执行权限，并执行：

./test.lua 
Hello World！
www.runoob.com

---

注释

单行注释

两个减号是单行注释:

--

多行注释

--[[
 多行注释
 多行注释
 --]]

---

标示符

Lua 标示符用于定义一个变量，函数获取其他用户定义的项。标示符以一个字母 A 到 Z 或 a 到 z 或下划线 _ 开头后加上0个或多个字母，下划线，数字（0到9）。

最好不要使用下划线加大写字母的标示符，因为Lua的保留字也是这样的。

Lua 不允许使用特殊字符如 @, $, 和 % 来定义标示符。 Lua 是一个区分大小写的编程语言。因此在 Lua 中 Runoob 与 runoob 是两个不同的标示符。以下列出了一些正确的标示符：

mohd         zara      abc     move_name    a_123
myname50     _temp     j       a23b9        retVal

---

关键词

以下列出了 Lua 的保留关键字。保留关键字不能作为常量或变量或其他用户自定义标示符：

and	break	do	else
elseif	end	false	for
function	if	in	local
nil	not	or	repeat
return	then	true	until
while

一般约定，以下划线开头连接一串大写字母的名字（比如 _VERSION）被保留用于 Lua 内部全局变量。

---

全局变量

在默认情况下，变量总是认为是全局的。

全局变量不需要声明，给一个变量赋值后即创建了这个全局变量，访问一个没有初始化的全局变量也不会出错，只不过得到的结果是：nil。

> print(b)
nil
> b=10
> print(b)
10
>

如果你想删除一个全局变量，只需要将变量赋值为nil。

b = nil
print(b)      --> nil

这样变量b就好像从没被使用过一样。换句话说, 当且仅当一个变量不等于nil时，这个变量即存在。