Lua学习个人笔记
1.1程序块：Lua执行的每段代码，例如一个源代码文件或者交互模式中输入的一行代码，都称为一个程序块
1.2注释：- - or --[[ --]]
1.3全局变量：无需声明，只需将值赋予一个全局变量就可以创建了。无需删除，若要删除直接赋值nil。
1.4解释器程序
选项参数“-e”可以直接在命令行中输入代码。
选项参数“-l”用于加载库文件。
选项参数“-i”表示在运行完其他命令行参数后进入交互模式
只要定义了一个名为“_PROMPT”的全局变量。解释器就会用它的值作为交互模式的命令提示符。例如
CXQ-MacBook-Pro:LUA-learn chenxiaoqiang$ lua -i -e "_PROMPT = 'lua>'"Lua 5.3.0 Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio
lua>//提示符
类型与值
Lua动态类型的语言。无类型定义的语法。
总共八种数据类型：nil表示“无效值”
boolean：true or false
number:表示的十实数
string字符串：Lua字符串是不可变的值。不能像C语言一样直接修改字符串的某个字符，而是应该根据修改要求来创建一个新的字符串。
a = “one string"
b= string.gsub(a, “one”, “anther")
“..”是Lua字符串连续操作符。数字后面记得先空格，不然会默认为小数点
例如：print(10 .. 20)
尽量不要使用这种强制转换。 而应该使用print(tostring(10)).
table：对象，永远是“匿名的”，一个持有table的变量与table自身之间没有固定的关联性。
lua>a = {}lua>k = "x"lua>a[k] = 100
lua>a[20] = "great"
lua>b=a
print(b[“x”]) —->100 等同于b.x
a = nil
b = nil
Lua中数组通常以1作为索引的起始值
Lua中长度操作符“#“用于返回一个数组或线性表的最后一个索引值（或为其大小）
— - 打印所有行
for i=1, #a do
print(a[i])
end
print(a[#a]) - -打印列表a的最后一个值
a[#a] = nil --删除最后一个值
a[#a+1] = v - -将v添加到列表末尾
user data(自定义类型),function,thread.
print(type(“hello world"))
表达式
table构造式
空构造式{}
days = {“Sunday”,”Monday”} days[1] = “Sunday”….
lua>polyline = {color = "blue", thickness = 2, npoints = 4,
{x=0,y=0},{x=-10,y=0}}
print(polyline[2].x) - - -10
构造式{x = 0, y = 0}相当于{[“x”]=0,[“y”]=0}
构造式{“r”,”g”,”b”}相当于{[1]= “r”,[2]=“g”,[3]=“b"}
语句
赋值：允许多重赋值，即一下子将多个值赋予多个变量
lua>a,b = 20,5*x
多重赋值：左边大于右边个数为nil, 反之则舍弃
局部变量：local语句来创建
局部变量只限于在块中使用。
一个块block：是一个控制结构的执行体，或者是一个函数的执行体再或者是一个程序块。
尽可能的使用局部变量是一种良好的编程风格
控制结构：
if then else end or elseif
while 条件 do
end
repeat-until 语句重复执行其循环体直到条件为真时结束。
在Lua中，一个声明在循环体中得局部变量的作用域包括了条件测试
数字型for ： for var = exp1,exp2,exp3 do
end
var从exp1变化到exp2，每次步长为exp3。
如果不想有上限则使用math.huge
泛型for： 循环通过一个迭代器（iterator）函数来遍历所有值
打印a的所有值
for i,v in ipairs(a) do print(v) end
Lua的基础库提供了ipairs，这是一个用于遍历数组的迭代器函数。
i会被赋予一个索引值，v被赋予一个对应于索引值的数组元素值
函数
多重返回值：Lua允许函数返回多个结果
unpack函数。接受一个数组作为参数，并从下标1开始返回该数组的所有元素
function unpack(t,i)>> i = i or 1>> if t[i] then>> return t[i],unpack(t, i + 1)>> end
end
变长函数
function add(...)
local s = 0
for i,v in ipairs(...) do
s= s + v
end
return s
…表示函数可接受不同数量的实参
function fwrite(fmt, ...)>> return io.write(string.format(fmt, ...))>> end
fwrite("%d%d",4,5)
格式化文本string.format
一个函数在遍历其变长参数时只需使用表达式{…}。如果变长参数中包含一些故意传入的nil，那么此时就需要用函数select来访问变长参数了。调用select的时候必须传入一个固定参数selector和一系列变长参数。调用selector为数字N，那么select返回它的第n个可变实参；否则，selector只能为字符串”#“，这样select会返回变长参数的总数
具名实参
深入函数
在Lua中。函数是一种”“第一类值”，它们具有特定的词法域
第一类值：表示在Lua中函数与其他传统的类型的值（例如数字和字符串）具有相同的权利。函数可以存储到变量中无论是全局或者是局部。或table中，可以作为实参传递给其他函数，还可以作为其他函数的返回值
词法域：一个函数可以嵌套在另一个函数中，内部的函数可以访问外部函数中的变量。
函数与所有其他值一样都是匿名的。即它们都没有名称。当讨论一个函数名时（例如print）,实际上是在讨论一个持有某函数的变量。这与其他变量持有各种值是一个道理。
a = {p = print}
a.p("hello")
hello
function foo (x) return 2x end
等同于 foo = function (x) 2x end
一个函数定义实际就是一条语句。
闭合函数closure
function sortgrade(names,grades) table.sort(names, function(n1,n2)>> return grades[n1] > grades[n2]>> end)
end
grades称为“非局部的变量”。既不是全局也不是局部。但sort中得匿名函数却可以访问
function newCounter()>> local i = 0>> return function()>> i = i + 1>> return i>> end
end
c1 = newCounter()
c2 = newCounter()
一个closure就是一个函数加上该函数所需访问的所有“非局部的变量”。如果再次调用newCounter，那么它会创建一个新的局部变量i，从而得到一个新的closure.
closure对于回调函数也很有用。
非全局的函数
Lib = {}> Lib.foo = function (x,y) return x+y end
Lib.goo = function (x,y) return xy end
上下实现是相同的
function Lib.foo (x,y) return x+y end
function Lib.goo (x,y) return xy end
定义递归的局部函数时，有特别需要注意的地方。先定义一个局部变量，然后再定义函数本身
local fact
fact = function(n) - - 若是local fact = function(n)会有错误，定义未完毕
if n == 0 then return 1
else return n*fact(n-1)
end
end
正确地尾调用
Lua支持“尾调用消除”：尾调用（tail call）就是一种类似于goto的函数调用。当一个函数调用是另一个函数的最后一个动作时，该调用才算是一条“尾调用”。举例：
function f(x) return g(x) end
也就是说当f调用完g后就再无其他事情可做了。（尾调用不消耗栈空间）
不符合尾调用的一些情况
return g(x) + 1 必须做一次加法
return x or g(x)
return (g(x)) 必须调整为一个返回值
在Lua 中，只有return <func>(<args>)这样的调用形式才算是一条尾调用
尾调用的一大应用就是编写“状态机”。这种程序通常以一个函数来表示一个的状态，改变状态就是goto到另一个特定的函数。
迭代器与泛型for
迭代器与closure
迭代器：就是一种可以遍历一种集合中所有元素的机制。在Lua中通常将迭代器表示为函数，每调用一次函数，即返回集合中的“下一个”元素
一个closure结构通常涉及到两个函数：closure本身和一个用于创建该closure的工厂函数。
例子：
function values(t)>> local i = 0>> return function () i = i+1; return t[i] end>> end> t = {10,20,30}> iter = values(t)> while true do>> local element = iter()>> if element == nil then break end>> print(element)
end
泛型for
for element in values(t) do>> print(element)
end
i = i + 1>> return i>> end
>> end
> c1 = newCounter()
> c2 = newCounter()
一个closure就是一个函数加上该函数所需访问的所有“非局部的变量”。如果再次调用newCounter，那么它会创建一个新的局部变量i，从而得到一个新的closure.
closure对于回调函数也很有用。
非全局的函数
> Lib = {}> Lib.foo = function (x,y) return x+y end
> Lib.goo = function (x,y) return xy end
上下实现是相同的
> function Lib.foo (x,y) return x+y end
> function Lib.goo (x,y) return xy end
定义递归的局部函数时，有特别需要注意的地方。先定义一个局部变量，然后再定义函数本身
local fact
fact = function(n) - - 若是local fact = function(n)会有错误，定义未完毕
if n == 0 then return 1
else return n*fact(n-1)
end
end
正确地尾调用
Lua支持“尾调用消除”：尾调用（tail call）就是一种类似于goto的函数调用。当一个函数调用是另一个函数的最后一个动作时，该调用才算是一条“尾调用”。举例：
function f(x) return g(x) end
也就是说当f调用完g后就再无其他事情可做了。（尾调用不消耗栈空间）
不符合尾调用的一些情况
return g(x) + 1 必须做一次加法
return x or g(x)
return (g(x)) 必须调整为一个返回值
在Lua 中，只有return <func>(<args>)这样的调用形式才算是一条尾调用
尾调用的一大应用就是编写“状态机”。这种程序通常以一个函数来表示一个的状态，改变状态就是goto到另一个特定的函数。
迭代器与泛型for
迭代器与closure
迭代器：就是一种可以遍历一种集合中所有元素的机制。在Lua中通常将迭代器表示为函数，每调用一次函数，即返回集合中的“下一个”元素
一个closure结构通常涉及到两个函数：closure本身和一个用于创建该closure的工厂函数。
例子：
> function values(t)>> local i = 0>> return function () i = i+1; return t[i] end>> end> t = {10,20,30}> iter = values(t)> while true do>> local element = iter()>> if element == nil then break end>> print(element)
>> end
泛型for
> for element in values(t) do>> print(element)
>> end
泛型for的语法：for <var-list> in <exp-list> do
<body>
end
其中<var-list>是一个或多个变量名的列表，以逗号分隔；<exp-list>是一个或多个表达式的列表，同样以逗号分隔。通常表达式列表只有一个元素，即对迭代器工厂的调用。例如
for k,v in pairs(t) do print(k,v) end
变量列表的第一元素称为“控制变量”。在循环过程中该值绝不会是nil
for做的第一件事就是对in后面的表达式求值。这些表达式应该返回3个值供for保存：
迭代器函数、恒定状态和控制变量 的初值。这里类似于多重赋值，即只有最后一个表达式才会产生多个结果，并且只会保留前3个值，多余的值会被丢弃；而不足的话将以nil补足。
无状态的迭代器
就是一种自身不保存任何状态的迭代器。因此，我们可以在多个循环中使用同一个无状态的迭代器，避免创建新的closure开销。
在每次迭代中，for循环都会用恒定状态和控制变量来调用迭代器函数，一个无状态的迭代器可以根据这两个值来为下次迭代生成一个元素。例如ipairs。
具有复杂状态的迭代器
local iterator> function allwords()>> local state = {line = io.read(), pos = 1}>> return iterator, state>> end> function iterator(state)>> while state.line do>> local s,e = string.find(state.line, "%w+", state.pos)>> if s then>> state.pos = e + 1>> return string.sub(state.line, s, e)>> else>> state.line = io.read()>> state.pos = 1>> end>> end>> return nil
end
协同程序
概念：协同程序与线程差不多，也就是一条执行序列，拥有自己独立的栈、局部变量和指令指针，同时又与其他系统程序共享全局变量和其他大部分的东西。
一个具有多个协同程序的程序在任意时刻只能运行一个协同程序。并且正在运行的协同程序只会在其显式地要求挂起时，它的执行才会暂停。
1.基础知识：
协同程序的函数放置在一个名为“coroutine”的table中。
四个状态：挂起、运行、死亡、正常。
coroutine.create() coroutine.resume() coroutine.status() coroutine.yield()
协同程序的真正强大之处在于函数yield的使用上，该函数可以让一个运行中的协同程序挂起，而之后可以再恢复它的运行。
Lua>co = coroutine.create(function ()>> for i=1,10 do>> print("co",i)>> coroutine.yield()>> end
end)
在resume，并没有对应的yield在等待它，因此所有传递给resume的额外参数都将视为协同程序的主函数的参数。
Lua>co = coroutine.create(function (a,b,c) print("co",a,b,c) end)
Lua>return coroutine.resume(co,1,2,3)
在resume调用返回的内容中，第一个值为true则表示没错，而后面所有的值都是对yield传入的参数：
Lua>co = coroutine.create(function (a,b)>> coroutine.yield(a+b,a-b)>> end)
Lua>coroutine.resume(co,10,9)
与此对应的是，yield的返回的额外值就是对应resume传入的参数：
print("co",coroutine.yield())
end)
return iterator, state>> end> function iterator(state)>> while state.line do>> local s,e = string.find(state.line, "%w+", state.pos)>> if s then>> state.pos = e + 1>> return string.sub(state.line, s, e)>> else>> state.line = io.read()>> state.pos = 1>> end>> end>> return nil
>> end
协同程序
概念：协同程序与线程差不多，也就是一条执行序列，拥有自己独立的栈、局部变量和指令指针，同时又与其他系统程序共享全局变量和其他大部分的东西。
一个具有多个协同程序的程序在任意时刻只能运行一个协同程序。并且正在运行的协同程序只会在其显式地要求挂起时，它的执行才会暂停。
1.基础知识：
协同程序的函数放置在一个名为“coroutine”的table中。
四个状态：挂起、运行、死亡、正常。
coroutine.create() coroutine.resume() coroutine.status() coroutine.yield()
协同程序的真正强大之处在于函数yield的使用上，该函数可以让一个运行中的协同程序挂起，而之后可以再恢复它的运行。
Lua>co = coroutine.create(function ()>> for i=1,10 do>> print("co",i)>> coroutine.yield()>> end
>> end)
在resume，并没有对应的yield在等待它，因此所有传递给resume的额外参数都将视为协同程序的主函数的参数。
Lua>co = coroutine.create(function (a,b,c) print("co",a,b,c) end)
Lua>return coroutine.resume(co,1,2,3)
在resume调用返回的内容中，第一个值为true则表示没错，而后面所有的值都是对yield传入的参数：
Lua>co = coroutine.create(function (a,b)>> coroutine.yield(a+b,a-b)>> end)
Lua>coroutine.resume(co,10,9)
与此对应的是，yield的返回的额外值就是对应resume传入的参数：
>> print("co",coroutine.yield())
>> end)
Lua>coroutine.resume(co)trueLua>return coroutine.resume(co,1,2)
co 1 2
最后，当一个协同程序结束时，它的主函数所返回的值都将作为对应resume的返回值。
Lua>co = coroutine.create(function()>> return 6,7>> end)
Lua>print(coroutine.resume(co))
true 6 7
- 管道（pipe）与过滤器（filter）
协同程序经典案例“生产者-消费者”
Lua>function receive(prod)>> local status, value = coroutine.resume(prod)>> return value>> endLua>function send(x)>> coroutine.yield(x)>> endLua>function producer()>> return coroutine.create(function ()>> while true do>> local x = io.read()>> send(x)>> end>> end)>> endLua>function filter(prod)>> return coroutine.create(function()>> for line = 1, math.huge do>> local x = receive(prod)>> x = string.format(%5d %s",line,x)stdin:5: unexpected symbol near '%'
Lua>function filter(prod)
return coroutine.create(function()
for line = 1, math.huge do
local x = receive(prod)
x = string.format("%5d %s",line,x)
send(x)>> end>> end)>> endLua>function consumer (prod)>> while true do>> local x = receive(prod)>> io.write(x, "\n")>> end>> endLua>p = producer()Lua>f = filter(p)
Lua>consumer(f)
以协同程序实现迭代器
非抢占式的多线程
数据结构
1.数组
a = {} 新建
for i=1, 1000 do a[i] = 0
end
mt = {}
for i=1,N do mt[i] = {} --创建一个新行 for j=1,M do mt[i][j] = 0 end
Lua中table是一种对象，因此在创建矩阵时，必须显示地创建每一行。
元表（metatable）与元方法（meatmethod）
通常，Lua中得每个值都有一套预定义的操作集合。例如，数字相加，连接字符串。但是无法相加两个table，无法对函数比较，也无法调用一个字符串。
可以通过元表来修改一个值得行为，使其在面对一个非预定义的操作时执行一个指定的操作。
例如定义如何相加table的表达式。
Lua试图相加两个table时，它会先检查两者之一是否有元表，然后检查该元表中是否有一个叫_add的字段。如果Lua找到了该字段，就调用该字段对应的值。这个值也就是所谓的“元方法”，它应该是一个函数。
Lua中得每个值都有一个元表。Lua在创建新的table时不会创建元表：
t = {} print(getmetatable(t)) - - nil
使用setmetatable来设置或修改任何table的元表：
t = {}
t1 = {}
setmetatable(t, t1)
assert(getmetatable(t) == t1)
任何table都可以作为任何值的元表，而一组相关的table也可以共享一个通用的元表，此元表描述了它们的共同行为，一个table甚至可以作为它自己的元表，用于描述其特有的行为。
在Lua中只能设置table的元表。其他需要通过C代码来完成。
算术类的元方法
Set = {}
local mt = {}
function Set.new(l)
local set = {}
setmetatable(set, mt)
for _,v in ipairs(l) do
set[v] = true
end
return set
end
function Set.union(a,b)
local res = Set.new{}
for k in pairs(a) do
res[k] = true
end
for k in pairs(b) do
res[k] = true
end
return res
end
function Set.intersection (a,b)
local res = Set.new{}
for k in pairs(a) do
res[k] = b[k]
end
return res
end
function Set.tostring(set)
local l = {}
for e in pairs(set) do
l[#l + 1] = e
end
return "{" .. table.concat(l, ", ") .. "}"
end
function Set.print(s)
print(Set.tostring(s))
end
s1 = Set.new{10,20,30,40}
s2 = Set.new{30,1}
mt.__add = Set.union
s3 = s1 + s2
Set.print(s3)
mt.__mul = Set.intersection
Set.print((s1+s2)*s1)
如果想要清楚得到错误信息，则必须在实际操作前显示地检查操作数的类型
关系类的元方法
table访问的元方法
有两种可以改变table的行为：查询table及修改table中不存在的字段
_ _index元方法：如果有此方法当访问查询不到的时候会调用此方法（继承）table的更新
元方法可以是函数也可以是另一个table
_ newindex：用于table的更新。功能相似
两者的组合可以实现Lua的一些强大的功能:只读的table，默认值的table和面向对象编程
1.默认值的table
function setDefault (t,d)
local mt = { _index = function () return d end}
setmetatable(t,mt)
end
环境
Lua将其所有的全局变量保存在一个常规的table中，这个table称为“环境（environment）”
优点：其一,不需要再为全局变量创造一种新的数据结构，因此简化了Lua的内部实习。另外一个优点是，可以像其他table一样操作这个table。
为了便于实时这种操作，Lua将环境table自身保存在一个全局变量_G中。以下代码打印当前环境所有全局变量的名称：
for n in pairs(_G) do print(n) end
全局变量声明：
value = _G["varname"]> valuex> _G["test"] = value
test
非全局的环境
setfenv(1,{})将当前环境改为一个新的空table
1表示当前函数，2表示调用当前函数的函数
模块与包
1.require函数
即使知道某些用到的模块可能已经加载了，但只要用到require就是一个良好的编程习惯。
2.编写模块的基本方法
最简单的方法：创建一个table
3.使用环境
创建模块的基本方法的缺陷在于，它要求程序员投入一些额外的关注。当访问同一模块中的其他公共实体时，必须限定其名称。并且，只要一个函数的状态从私有变为公有（反之也可），就必须修改调用。
函数环境可以解决上述创建模块时遇到的问题
面向对象编程
Lua的table是一种对象，首先：table与对象一样可以拥有状态，其次，table也与对象一样拥有一个独立于其值得标识（一个self）。最后table与对象一样具有独立于创建者和创建地的生命周期。
self的使用
Account = {balance = 0}> function Account.withdraw(v)>> Account.balance = Account.balance - v>> end
Account.withdraw(100.0)
Account = nil
a.withdraw(0) --错误
通过一个额外的参数self or this修改。
Account = {balance = 0}> function Account.withdraw(self,v)>> self.balance = self.balance - v>> return self.balance>> end
a = Account
return a.withdraw(a,100)
在Lua中。只需要使用冒号，就可以隐藏self参数
function Account:withdraw(v)>> self.balance = self.balance - vend
a = Account
Account = nil
return a:withdraw(100)
1.类：
在Lua中实现原型很简单，使用继承即可。更准确地说，如果有两个对象a和b，要让b作为a的一个原型，只需输入下面语句
setmetable(a,__index = b)
在此之后，a就会在b中查找所有它没有的操作，若将b称为是对象a的类，只不过是术语上的一个变化而已。
Account = {balance = 0}
function Account:new(o)
o = o or {} setmetatable(o,self) self.__index = self
return o
end
当调用Account:new的时候，self就等于Account
2.继承
由于类也是对象，它们也可以从其他类获得方法。这种行为就是一种继承，可以很容易地在Lua中。
Account = {balance = 0}
function Account:new(o)
o = o or {}
setmetatable(o, self)
self.__index = self
return o
end
function Account:withdraw(v)
if self.balance < v then print("insufficient funds") end
self.balance = self.balance - v
end
function Account:deposit(v)
self.balance = self.balance + v
end
--派生子类使得账户可以透支
SpecialAccount = Account:new()
s = SpecialAccount:new{limit = 1000.0}
function SpecialAccount:withdraw(v)
if v - self.balance >= self:getLimit() then
print("insufficient funds")
end
self.balance = self.balance - v
end
function SpecialAccount:getLimit()
return self.limit or 0
end
test = SpecialAccount:new()
test:withdraw(500)
print(test.balance)
3.多重继承
弱引用table
三种方式：弱引用table，弱引用key，弱引用两者
一个table的弱引用类型是通过其元表中得—mode字段来决定的。这个字段的值应为一个字符串，如果这个字符串包含字母’k’，那么这个table的key是弱引用；如果这个字符串包含字母’v’，那么这个table是value的弱引用，
a = {}b= {__mode = "k"}setmetatable(a,b) --'a'为key的弱引用key = {}a[key] = 1key = {}a[key] = 2collectgarbage()for k,v in pairs(a) do print(v)
end
备忘录
local results = {}
setmetateble(results,{__mode = "v"})function createRGB(r,g,b) local key = r .. "-" .. g "-" .. b local color = results(key) if color == nil then color = {red = r, green = g, blue = b} results[key] = color end return color
end