Lua极简入门指南（一）：基础知识篇

本文是《programming in lua 3rd》读书笔记。

chunks

一个 chunk 就是一组被执行的语句，例如一个文件或者交互模式下的一行。

标识符（identifiers）

我们应该避免使用以 _ 开头并跟上一个或者多个大写字母的字符串来作标识符，它们被保留作特殊的用途（例如：_version）。

注释

单行注释使用

--

多行注释使用

--[[ 和 --]]

类型简介

lua 存在的数据类型包括：

1.nil。此类型只有一个值 nil。用于表示“空”值。全局变量默认为 nil，删除一个已经赋值的全局变量只需要将其赋值为 nil（对比 javascript，赋值 null 并不能完全删除对象的属性，属性还存在，值为 null）

2.boolean。此类型有两个值 true 和 false。在 lua 中，false 和 nil 都表示条件假，其他值都表示条件真（区别于 c/c++ 等语言的是，0 是真）

3.number。双精浮点数（ieee 754 标准），lua 没有整数类型

4.string。你可以保存任意的二进制数据到字符串中（包括 0）。字符串中的字符是不可以改变的（需要改变时，你只能创建一个新的字符串）。获取字符串的长度，可以使用 # 操作符（长度操作符）。例如：print(#”hello”)。字符串可以使用单引号，也可以使用双引号包裹，对于多行的字符串还可以使用 [[ 和 ]] 包裹。字符串中可以使用转义字符，例如 \n \r 等。使用 [[ 和 ]] 包裹的字符串中的转义字符不会被转义

5.userdata。用于保存任意的 c 数据。userdata 只能支持赋值操作和比较测试

6.function。函数是第一类值（first-class value），我们能够像使用其他变量一样的使用函数（函数能够保存在变量中，可以作为参数传递给函数）

7.thread。区别于我们常常说的系统级线程

8.table。被实现为关联数组（associative arrays），可以通过任何值来进行索引（nil 除外）。和全局变量一样，table 中未赋值的域为 nil，删除一个域只需要将其赋值为 nil（实际上，全局变量就是被放置在一个 table 中）

type 函数用于返回值的类型：

print(type("hello world")) --> string
print(type(10.4*3))        --> number
print(type(print))         --> function
print(type(type(x)))       --> string

在 lua 中，任何的变量都可以保存任何的值。

table 使用简介

使用构造表达式可以创建一个 table：

-- 创建一个空的 table
a = {}
 
-- 创建并初始化一个 table，这里
-- days[1] == "sunday"
-- days[2] == "monday"
-- ...
days = { "sunday", "monday", "tuesday", "wednesday", "thursday", "friday", "saturday" }
 
-- 创建并初始化一个 table，这里
-- a["x"] == 10
-- a["y"] == 20
a = { x = 10, y = 20 }

使用 [] 操作符访问 table 的域：

a = {}
k = "x"
a[k] = 10
a["x"] = 20
print(a["y"]) --> nil
a.x = 30

注意，a.name 的语法等价于 a["name"]。

table 可以用于表示数组，这时候索引为整数，并且从 1（而非 0）开始，例如：

a = { 'a', 'b' }
a[1] == 'a'
a[2] == 'b'

长度操作符可以获取 table 数组部分的长度：

a = {}
a[1] = 1
a[2] = 2
print(#a) --> 2
 
a.a = 1
a.b = 2
print(#a) --> 2
 
a = {}
a.a = 1
a.b = 2
print(#a) --> 0

表达式

算术操作符

1.+（加）
2.-（减）
3.*（乘）
4./（除）
5.^（幂）
6.%（取模）

任何算术操作符都试图将操作数转换为数值类型，例如：

print(10 + '1') --> 11

关系操作符

1.<（小于）
2.>（大于）
3.<=（小于等于）
4.>=（大于等于）
5.==（等于）
6.~=（不等于）

两个不同类型的值是不相等的，例如：

nil ~= false

table、userdata 类型是通过引用进行比较的，例如：

a = {}; a.x = 1; a.y = 0
b = {}; b.x = 1; b.y = 0
c = a

这里 a 和 c 引用一个相同的对象，因此 a == c，但是 a ~= b（即便 a、b 内容相同）。

逻辑操作符

1.and
2.or
3.not

逻辑操作符有返回值。对于 and 操作来说，如果第一个操作数为 false 时返回此操作数，否则返回第二个操作数。对于 or 操作来说，如果第一个操作数不为 false 时返回此操作数，否则返回第二个操作数。

连接操作符

字符串连接可以使用连接操作符 “..”，例如：

print("hello " .. "world")

连接操作符试图将操作数转化为字符串，例如：

print("number: " .. 1)

语句

多赋值（multiple assignment）支持，例如：

a, b = 1, 2
print(a) --> 1
print(b) --> 2

多赋值的一个惯用法就是交换两个变量的值：

x, y = 1, 2
x, y = y, x
print(x) --> 2
print(y) --> 1

创建局部变量使用 local：

j = 10       -- 全局变量 j
local i = 10 -- 局部变量 i

局部变量的作用域限制于他们声明的块（block）。块（block）包括：

1.控制结构的主体部分
2.函数体
3.chunk
4.do-end

范例：

if true then
    local x = 20
    print(x) --> 20
end
 
print(x) --> nil

我们可以使用 do-end 关键字来构造一个块：

do
    local x = 20
    print(x) --> 20
end
 
print(x) --> nil

访问局部变量要快于访问全局变量。在 lua 中有一个习惯用法：

local foo = foo

用于创建一个局部变量并初始化为同名的全局变量。这样做常常出于两个原因：

1.避免某些类型的全局变量被修改
2.提高访问速度

控制结构

if then elseif else

if a < 0 then
    a = 0
end
 
if a < b then
    return a
else
    return b
end
 
if op == '+' then
    r = a + b
elseif op == '-' then
    r = a - b
elseif op == '*' then
    r = a * b
elseif op == '/' then
    r = a / b
else
    error('invalid operation')
end

lua 中没有 switch 语句。

while

local i = 1
while a[i] do
    print(a[i])
    i = i + 1
end

repeat

repeat
    line = io.read()
until line ~= ''
print(line)

区别于 while，repeat 会先执行循环体，然后判断测试条件。

数值型 for（numeric for）

for 有两种：

数值型 for（numeric for）

1.泛型 for（generic for）
2.数值型 for 的语法如下：

for var = exp1, exp2, exp3 do
    <something>
end

这里 exp1 作为 var 的初始值，exp2 为 var 的最大值，exp3 为 var 每次递增的值，exp3 是可选的，默认为 1。范例：

-- 输出 1 2 3
for i = 1, 3 do
    print(i)
end

有一些需要注意的地方：

1.for 中的 exp1、exp2、exp3 只会被计算一次值，例如：

for i = 1, f(x) do print(i) end

这里的 f(x) 只会被调用一次

2.控制变量 var 只是一个局部变量
3.不要尝试去修改控制变量 var 的值（结果是未知的）

泛型 for

泛型 for 通过一个迭代器函数来实现遍历，例如：

for k, v in pairs(t) do
    print(k, v)
end

这里的 pairs 就是一个迭代器函数，此 for 循环遍历 table t，每次获取到的 key 保存在变量 k 中，获取到的 value 保存在变量 v 中。除了 pairs 还有其他的迭代器可以用：

1.io.lines 可用于迭代文件中的行
2.ipairs 可用于迭代 table 的数组部分

我们还可以自己编写迭代器。

break、return、goto

break 语句用于跳出一个循环（for、repeat、while）。

return 语句用于为函数返回结果。在 lua 中，return 语句必须是一个块的最后一条语句，看一个例子：

function foo()
    -- 语法错误
    return
    local i = 1
end

有时候，我们出于某些原因（例如为了 debug），我们需要在一个函数中插入一个 return 语句，这时候可以这么做：

function foo()
    -- ...
    do return end
    -- ...
end

goto 语句用于在函数中跳转。goto 语句可以让执行跳转到特定的标签（label）处，例如：

goto quit
print('come on')
::quit::
print('quit')

这里输出 quit。正如我们看到的，标签的写法为 ::name::。goto 跳转也是存在限制的：

1.不允许跳转到一个块中去
2.不允许跳转到函数之外去
3.不允许跳入局部变量的作用域中

对于第三点，看一个例子：

goto quit
local a
::quit::
print('quit')

这里，会出现语法错误（jumps into the scope of local 'a'）。但是，有一个细节需要注意，我们先修改上面的例子：

goto quit
local a
::quit::

执行成功，没有语法错误。这是因为局部变量的作用域结束于变量定义的块的最后一个非 void 语句，而标签被认为是一个 void 语句，对于上面的例子来说，a 的作用域在 ::quit:: 之前就结束了，因此 goto quit 并没有跳入局部变量 a 的作用域中。

利用 goto 可以比较方便的编写状态机，例如（s1、s2 为状态）：

::s1:: do
    local c = io.read(1)
    if c == '0' then goto s2
    elseif c == nil then print'ok'; return
    else goto s1
    end
end
 
::s2:: do
    local c = io.read(1)
    if c == '0' then goto s1
    elseif c == nil then print'not ok'; return
    else goto s2
    end
end
 
goto s1