Lua 脚本语言（上）
Lua 是一种轻量小巧的脚本语言，用标准C语言编写并以源代码形式开放， 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。
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。
安装：brew install lua
特性
轻量级: 它用标准C语言编写并以源代码形式开放，编译后仅仅一百余K，可以很方便的嵌入别的程序里。
可扩展: Lua提供了非常易于使用的扩展接口和机制：由宿主语言(通常是C或C++)提供这些功能，Lua可以使用它们，就像是本来就内置的功能一样。
其它特性:
- 支持面向过程(procedure-oriented)编程和函数式编程(functional programming)；
- 自动内存管理；只提供了一种通用类型的表（table），用它可以实现数组，哈希表，集合，对象；
- 语言内置模式匹配；闭包(closure)；函数也可以看做一个值；提供多线程（协同进程，并非操作系统所支持的线程）支持；
- 通过闭包和table可以很方便地支持面向对象编程所需要的一些关键机制，比如数据抽象，虚函数，继承和重载等。
Lua 应用场景
- 游戏开发
- 独立应用脚本
- Web 应用脚本
- 扩展和数据库插件如：MySQL Proxy 和 MySQL WorkBench
- 安全系统，如入侵检测系统
Lua 基本语法
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 5.3.5 Copyright (C) 1994-2018 Lua.org, PUC-Rio
> print('hello zhaolu')
hello zhaolu
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:
:cat >> zhaolu.lua << EOF
> print('hello')
> print('girl')
> EOF
:lua zhao.lua
hello
girl
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）：
:cat zhaolu.lua
#!/usr/local/bin/lua
print('hello')
print('lua & sh')
:./zhaolu.lua
-bash: ./zhaolu.lua: Permission denied
:chmod +x ./zhaolu.lua
:./zhaolu.lua
hello
lua & sh
注释
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 | goto |
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。
:lua
Lua 5.3.5 Copyright (C) 1994-2018 Lua.org, PUC-Rio
> print(a)
nil
> a = 99
> print(a)
99
> a = "hello"
> print(a)
hello
Lua 数据类型
Lua 是动态类型语言，变量不要类型定义,只需要为变量赋值。 值可以存储在变量中，作为参数传递或结果返回。
Lua 中有 8 个基本类型分别为：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread 和 table。
| 数据类型 | 描述 |
|---|---|
| nil | 这个最简单，只有值nil属于该类，表示一个无效值（在条件表达式中相当于false） |
| boolean | 包含两个值：false和true |
| number | 表示双精度类型的实浮点数 |
| string | 字符串由一对双引号或单引号来表示 |
| function | 由 C 或 Lua 编写的函数 |
| userdata | 表示任意存储在变量中的C数据结构 |
| thread | 表示执行的独立线路，用于执行协同程序 |
| table | Lua 中的表（table）其实是一个"关联数组"（associative arrays），数组的索引可以是数字、字符串或表类型。在 Lua 里，table 的创建是通过"构造表达式"来完成，最简单构造表达式是{}，用来创建一个空表。 |
我们可以使用 type 函数测试给定变量或者值的类型：
:lua
Lua 5.3.5 Copyright (C) 1994-2018 Lua.org, PUC-Rio
> print(type(nil))
nil
> print(type(false))
boolean
> print(type(1.2))
number
> print(type("hello"))
string
> print(type(print))
function
> print(type({}))
table
> print(type(value))
nil
> print(type(type(value)))
string
> value = print
> print(type(value))
function
nil（空）
nil 类型表示一种没有任何有效值，它只有一个值 – nil，例如打印一个没有赋值的变量，便会输出一个 nil 值。
对于全局变量和 table，nil 还有一个"删除"作用，给全局变量或者 table 表里的变量赋一个 nil 值，等同于把它们删掉，执行下面代码就知：
> tables = { a = 1 , b = -2, 'string' }
> for k,v in pairs(tables) do print(k .. " - " .. v) end
1 - string
a - 1
b - -2
> tables.a = nil
> for k,v in pairs(tables) do print(k .. " - " .. v) end
1 - string
b - -2
nil 作比较时应该加上双引号 "，使用type函数返回的是字符串：
> type(nil)
nil
> type(type(nil))
string
> type(nil) == nil
false
> type(nil) == "nil"
true
boolean（布尔）
boolean 类型只有两个可选值：true（真） 和 false（假），Lua 把 false 和 nil 看作是 false，其他的都为 true，数字 0 也是 true：
> if 0 then print(0) end
0
> if nil then print(nil) end
> if true then print(true) end
true
> if false then print(false) end
number（数字）
Lua 默认只有一种 number 类型 – double（双精度）类型（默认类型可以修改 luaconf.h 里的定义），以下几种写法都被看作是 number 类型：
> type(2)
number
> type(2.2)
number
> type(-0)
number
> type(+0)
stdin:1: unexpected symbol near '+'
> type(0)
number
> type(2e+1)
number
> type(0.2e+0)
number
> type(0.2e-0)
number
> type(0.2e+1)
number
> type(0.2e-1)
number
> type(-12.2e-1)
number
string（字符串）
字符串由一对双引号或单引号来表示。
也可以用 2 个方括号 “[[]]” 来表示"一块"字符串。
注意有个空格
如果不想要空格：
在对一个数字字符串上进行算术操作时，Lua 会尝试将这个数字字符串转成一个数字:
> print("0"+3)
3.0
> print("-1"+3)
2.0
> print("-1"*3)
-3.0
> print("-1"/3)
-0.33333333333333
> print(1/3)
0.33333333333333
> print(3/1)
3.0
字符串连接使用的是 … ，如：
> print(3 .. 1)
31
> print(3..1)
stdin:1: malformed number near '3..1'
> type(3 .. 1)
string
使用 # 来计算字符串的长度，放在字符串前面，如下实例：
> b = "cde"
> print(#b)
3
> tables = {'1','2','3'}
> print(#tables)
3
> print(#{'4','5'})
2
> print(#"hello world")
11
table（表）
在 Lua 里，table 的创建是通过"构造表达式"来完成，最简单构造表达式是{}，用来创建一个空表。也可以在表里添加一些数据，直接初始化表:
> local none = {}
> local fruit = {"apple",pear = 2,"orange"}
Lua 中的表（table）其实是一个"关联数组"（associative arrays），数组的索引可以是数字或者是字符串。
> table = {}
> table[nil] = 2
stdin:1: table index is nil
stack traceback:
stdin:1: in main chunk
[C]: in ?
> table[0] = -1
> table[3] = 5
> table[-1] = 9
> table['a'] = 3
遍历：
> for k,v in pairs(table) do print(k .. " : " .. v) end
0 : -1
a : 3
-1 : 9
3 : 5
> table[0] = nil
> for k,v in pairs(table) do print(k .. " : " .. v) end
a : 3
-1 : 9
3 : 5
不同于其他语言的数组把 0 作为数组的初始索引，在 Lua 里表的默认初始索引一般以 1 开始。
table 不会固定长度大小，有新数据添加时 table 长度会自动增长，没初始的 table 都是 nil。
> table = {}
> print(table[0])
nil
> print(table)
table: 0x7fa7bef03460
> type(table)
table
function（函数）
在 Lua 中，函数是被看作是"第一类值（First-Class Value）"，函数可以存在变量里:
> myprint = print
> myprint(9)
9
> print = type
> print(1)
> print(nil)
> myprint(print(nil))
nil
> function func(x) print(x .. x) end
> type(func)
function
> function func2(x,func) func(x);print("func2"); end
> type(func2)
function
> func2(4,func)
44
func2
function 可以以匿名函数（anonymous function）的方式通过参数传递:
> func2(3,function(x) print(x) end)
3
func2
thread（线程）
在 Lua 里，最主要的线程是协同程序（coroutine）。它跟线程（thread）差不多，拥有自己独立的栈、局部变量和指令指针，可以跟其他协同程序共享全局变量和其他大部分东西。
线程跟协程的区别：线程可以同时多个运行，而协程任意时刻只能运行一个，并且处于运行状态的协程只有被挂起（suspend）时才会暂停。
userdata（自定义类型）
userdata 是一种用户自定义数据，用于表示一种由应用程序或 C/C++ 语言库所创建的类型，可以将任意 C/C++ 的任意数据类型的数据（通常是 struct 和 指针）存储到 Lua 变量中调用。
Lua 变量
变量在使用前，必须在代码中进行声明，即创建该变量。
编译程序执行代码之前编译器需要知道如何给语句变量开辟存储区，用于存储变量的值。
Lua 变量有三种类型：
- 全局变量
- 局部变量
- 表中的域。
Lua 中的变量全是全局变量，那怕是语句块或是函数里，除非用 local 显式声明为局部变量。
局部变量的作用域为从声明位置开始到所在语句块结束。
变量的默认值均为 nil。
a = 5 -- 全局变量
local b = 5 -- 局部变量
function joke()
c = 5 -- 全局变量
local d = 6 -- 局部变量
end
joke()
print(c,d) --> 5 nil
do
local a = 6 -- 局部变量
b = 6 -- 对局部变量重新赋值
print(a,b); --> 6 6
end
print(a,b) --> 5 6
执行以上实例输出结果为：
lua test.lua
5 nil
6 6
5 6
赋值语句
赋值是改变一个变量的值和改变表域的最基本的方法。
> a = 1
> b = a
> c = a .. b
> print(a .. " - " .. b .. " | ".. c)
1 - 1 | 11
Lua 可以对多个变量同时赋值，变量列表和值列表的各个元素用逗号分开，赋值语句右边的值会依次赋给左边的变量。
遇到赋值语句Lua会先计算右边所有的值然后再执行赋值操作，所以我们可以这样进行交换变量的值:
> a = 3
> b = 4
> c , d = b , a
> print(a .. b .. c .. d)
3443
> c , d = d , c
> print(a .. b .. c .. d)
3434
当变量个数和值的个数不一致时，Lua会一直以变量个数为基础采取以下策略：
- 变量个数 > 值的个数 按变量个数补足nil
- 变量个数 < 值的个数 多余的值会被忽略
a, b, c = 0, 1
print(a,b,c) --> 0 1 nil
a, b = a+1, b+1, b+2 -- value of b+2 is ignored
print(a,b) --> 1 2
a, b, c = 0
print(a,b,c) --> 0 nil nil
多值赋值经常用来交换变量，或将函数调用返回给变量：
a, b = func()
f()返回两个值，第一个赋给a，第二个赋给b。
应该尽可能的使用局部变量，有两个好处：
- 避免命名冲突。
- 访问局部变量的速度比全局变量更快。
索引
对 table 的索引使用方括号 []。Lua 也提供了 . 操作。
> table = {fruit = 'apple', 'pear'}
> print(table['fruit'])
apple
> print(table[0])
nil
> print(table[1])
pear
> print(table.fruit)
apple
> print(table.1)
stdin:1: ')' expected near '.1'
Lua 循环
很多情况下我们需要做一些有规律性的重复操作，因此在程序中就需要重复执行某些语句。
一组被重复执行的语句称之为循环体，能否继续重复，决定循环的终止条件。
循环结构是在一定条件下反复执行某段程序的流程结构，被反复执行的程序被称为循环体。
循环语句是由循环体及循环的终止条件两部分组成的。
Lua 语言提供了以下几种循环处理方式：
- while 循环：在条件为 true 时，让程序重复地执行某些语句。执行语句前会先检查条件是否为 true。
- for 循环： 重复执行指定语句，重复次数可在 for 语句中控制。
- repeat…until：重复执行循环，直到 指定的条件为真时为止
- 循环嵌套：可以在循环内嵌套一个或多个循环语句（while do … end;for … do … end;repeat … until;）
循环控制语句
循环控制语句用于控制程序的流程， 以实现程序的各种结构方式。
Lua 支持以下循环控制语句：
- break 语句 退出当前循环或语句，并开始脚本执行紧接着的语句。
- goto 语句 将程序的控制点转移到一个标签处。
无限循环
在循环体中如果条件永远为 true 循环语句就会永远执行下去，以下以 while 循环为例：
while( true )
do
print("循环将永远执行下去")
end
while 循环
while(condition)
do
statements
end
数值for循环
var 从 exp1 变化到 exp2，每次变化以 exp3 为步长递增 var，并执行一次 “执行体”。exp3 是可选的，如果不指定，默认为1：
for var=exp1,exp2,exp3 do
<执行体>
end
泛型for循环
泛型 for 循环通过一个迭代器函数来遍历所有值，类似 java 中的 foreach 语句。
Lua 编程语言中泛型 for 循环语法格式:
a = {"one", "two", "three"}
for i, v in ipairs(a) do
print(i, v)
end
repeat…until 循环
repeat
statements
until( condition )
Lua 流程控制
Lua 编程语言流程控制语句通过程序设定一个或多个条件语句来设定。在条件为 true 时执行指定程序代码，在条件为 false 时执行其他指定代码。
Lua 提供了以下控制结构语句：
- if 语句：if 语句 由一个布尔表达式作为条件判断，其后紧跟其他语句组成。
- if…else 语句：if 语句 可以与 else 语句搭配使用, 在 if 条件表达式为 false 时执行 else 语句代码。
- if 嵌套语句：你可以在if 或 else if中使用一个或多个 if 或 else if 语句 。
if 语句
if(布尔表达式)
then
--[ 在布尔表达式为 true 时执行的语句 --]
end
if…else 语句
if(布尔表达式)
then
--[ 布尔表达式为 true 时执行该语句块 --]
else
--[ 布尔表达式为 false 时执行该语句块 --]
end
Lua 函数
在Lua中，函数是对语句和表达式进行抽象的主要方法。既可以用来处理一些特殊的工作，也可以用来计算一些值。
Lua 提供了许多的内建函数，你可以很方便的在程序中调用它们，如print()函数可以将传入的参数打印在控制台上。
Lua 函数主要有两种用途：
- 完成指定的任务，这种情况下函数作为调用语句使用；
- 计算并返回值，这种情况下函数作为赋值语句的表达式使用。
函数定义：
optional_function_scope function function_name( argument1, argument2, argument3..., argumentn)
function_body
return result_params_comma_separated
end
-
optional_function_scope: 该参数是可选的制定函数是全局函数还是局部函数，未设置该参数默认为全局函数，如果你需要设置函数为局部函数需要使用关键字 local。
-
function_name: 指定函数名称。
-
argument1, argument2, argument3…, argumentn: 函数参数，多个参数以逗号隔开，函数也可以不带参数。
-
function_body: 函数体，函数中需要执行的代码语句块。
-
result_params_comma_separated: 函数返回值，Lua语言函数可以返回多个值，每个值以逗号隔开。
多返回值
Lua函数可以返回多个结果值，比如string.find，其返回匹配串"开始和结束的下标"（如果不存在匹配串返回nil）。
> s,e = string.find('hello world','o w')
> print(s,e)
5 7
可变参数
Lua 函数可以接受可变数目的参数，和 C 语言类似，在函数参数列表中使用三点 … 表示函数有可变的参数。
function add(...)
local s = 0
for i, v in ipairs{...} do --> {...} 表示一个由所有变长参数构成的数组
s = s + v
end
return s
end
print(add(3,4,5,6,7)) --->25
注意- -是注释。
我们可以通过 select("#",…) 来获取可变参数的数量:
> function count(...) return select("#",...) end
> count(1,2,3,4,5)
5
> function count(...) print(...);return select("#",...) end
> count(1,2,3,4,5)
1 2 3 4 5
5
> count(1,2,3,4,5,nil)
1 2 3 4 5 nil
6
通常在遍历变长参数的时候只需要使用 {…}，然而变长参数可能会包含一些 nil，那么就可以用 select 函数来访问变长参数了：select(’#’, …) 或者 select(n, …):
- select(’#’, …) 返回可变参数的长度
- select(n, …) 用于访问 n 到 select(’#’,…) 的参数
调用select时，必须传入一个固定实参selector(选择开关)和一系列变长参数。如果selector为数字n,那么select返回它的第n个可变实参，否则只能为字符串"#",这样select会返回变长参数的总数。
> function count(...) return select(3,...) end
> count(1,2,3,4,5)
3 4 5
> function count(...) return select(...,2) end
> count(1,2,3,4,5)
2
> function count(...) return select(...,4) end
> count(1,2,3,4,5)
4
> function count(...) return select(...,11) end
> count(1,2,3,4,5)
11
Lua 运算符
运算符是一个特殊的符号，用于告诉解释器执行特定的数学或逻辑运算。Lua提供了以下几种运算符类型：
- 算术运算符
- 关系运算符
- 逻辑运算符
- 其他运算符
算术运算符
下表列出了 Lua 语言中的常用算术运算符，设定 A 的值为10，B 的值为 20：
| 操作符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| + | 加法 A + B | 输出结果 30 |
| - | 减法 A - B | 输出结果 -10 |
| * | 乘法 A * B | 输出结果 200 |
| / | 除法 B / A | 输出结果 2 |
| % | 取余 B % A | 输出结果 0 |
| ^ | 乘幂 A^2 | 输出结果 100 |
| - | 负号 -A | 输出结果 -10 |
实际结果可能带小数：
> a,b = 10,20
> print(b/a)
2.0
> print(b+a)
30
> print(a^2)
100.0
关系运算符
下表列出了 Lua 语言中的常用关系运算符，设定 A 的值为10，B 的值为 20：
| 操作符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| == | 等于，检测两个值是否相等，相等返回 true，否则返回 false | (A == B) 为 false。 |
| ~= | 不等于，检测两个值是否相等，相等返回 false，否则返回 true | (A ~= B) 为 true。 |
| > | 大于，如果左边的值大于右边的值，返回 true，否则返回 false | (A > B) 为 false。 |
| < | 小于，如果左边的值大于右边的值，返回 false，否则返回 true | (A < B) 为 true。 |
| >= | 大于等于，如果左边的值大于等于右边的值，返回 true，否则返回 false | (A >= B) 返回 false。 |
| <= | 小于等于， 如果左边的值小于等于右边的值，返回 true，否则返回 false | (A <= B) 返回 true。 |
逻辑运算符
下表列出了 Lua 语言中的常用逻辑运算符，设定 A 的值为 true，B 的值为 false：
| 操作符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| and | 逻辑与操作符。 若 A 为 false，则返回 A，否则返回 B。 | (A and B) 为 false。 |
| or | 逻辑或操作符。 若 A 为 true，则返回 A，否则返回 B。 | (A or B) 为 true。 |
| not | 逻辑非操作符。与逻辑运算结果相反，如果条件为 true，逻辑非为 false。 | not(A and B) 为 true。 |
其他运算符
| 操作符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| … | 连接两个字符串 | a…b ，其中 a 为 "Hello " ， b 为 “World”, 输出结果为 “Hello World”。 |
| # | 一元运算符，返回字符串或表的长度。 | #“Hello” 返回 5 |
运算符优先级
从高到低的顺序：
^
not - (unary)
* /
+ -
..
< > <= >= ~= ==
and
or
除了 ^ 和 … 外所有的二元运算符都是左连接的。
Lua 字符串
字符串或串(String)是由数字、字母、下划线组成的一串字符。
Lua 语言中字符串可以使用以下三种方式来表示：
- 单引号间的一串字符。
- 双引号间的一串字符。
- [[和]]间的一串字符。
> string = [[34]]
> print(string)
34
转义字符用于表示不能直接显示的字符，比如后退键，回车键，等。如在字符串转换双引号可以使用 “”"。
所有的转义字符和所对应的意义：
| 转义字符 | 意义 | ASCII码值（十进制） |
|---|---|---|
| \a | 响铃(BEL) | 007 |
| \b | 退格(BS) ，将当前位置移到前一列 | 008 |
| \f | 换页(FF)，将当前位置移到下页开头 | 012 |
| \n | 换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头 | 010 |
| \r | 回车(CR) ，将当前位置移到本行开头 | 013 |
| \t | 水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置） | 009 |
| \v | 垂直制表(VT) | 011 |
| \ | 代表一个反斜线字符’’’ | 092 |
| ’ | 代表一个单引号（撇号）字符 | 039 |
| " | 代表一个双引号字符 | 034 |
| \0 | 空字符(NULL) | 000 |
| \ddd | 1到3位八进制数所代表的任意字符 | 三位八进制 |
| \xhh | 1到2位十六进制所代表的任意字符 | 二位十六进制 |
字符串操作
Lua 提供了很多的方法来支持字符串的操作:
-
string.upper(argument)：字符串全部转为大写字母
-
string.lower(argument)：字符串全部转为小写字母
-
string.gsub(mainString,findString,replaceString,num)：mainString 为要操作的字符串， findString 为被替换的字符，replaceString 要替换的字符，num 替换次数（可以忽略，则全部替换）
-
string.find (str, substr, [init, [end]])：在一个指定的目标字符串中搜索指定的内容(第三个参数为索引),返回其具体位置。不存在则返回 nil
-
string.reverse(arg)：字符串反转
-
string.format(…)：返回一个类似printf的格式化字符串
> string.format("the value is:%d",4) the value is:4 -
string.char(arg) 和 string.byte(arg[,int])：char 将整型数字转成字符并连接， byte 转换字符为整数值(可以指定某个字符，默认第一个字符)
> string.char(97,98,99,100) abcd > string.byte("ABCD",4) 68 > string.byte("ABCD") 65 > -
string.len(arg)：计算字符串长度
-
string.rep(string, n)：返回字符串string的n个拷贝
-
…：链接两个字符串
-
string.gmatch(str, pattern)：返回一个迭代器函数，每一次调用这个函数，返回一个在字符串 str 找到的下一个符合 pattern 描述的子串。如果参数 pattern 描述的字符串没有找到，迭代函数返回nil
> for word in string.gmatch("Hello Lua user", "%a+") do print(word) end Hello Lua user -
string.match(str, pattern, init)：tring.match()只寻找源字串str中的第一个配对. 参数init可选, 指定搜寻过程的起点, 默认为1。在成功配对时, 函数将返回配对表达式中的所有捕获结果; 如果没有设置捕获标记, 则返回整个配对字符串. 当没有成功的配对时, 返回nil
> = string.match("I have 2 questions for you.", "%d+ %a+") 2 questions > = string.format("%d, %q", string.match("I have 2 questions for you.", "(%d+) (%a+)")) 2, "questions"
字符串格式化
Lua 提供了 string.format() 函数来生成具有特定格式的字符串, 函数的第一个参数是格式 , 之后是对应格式中每个代号的各种数据。
由于格式字符串的存在, 使得产生的长字符串可读性大大提高了。这个函数的格式很像 C 语言中的 printf()。
以下实例演示了如何对字符串进行格式化操作：
格式字符串可能包含以下的转义码:
-
%c - 接受一个数字, 并将其转化为ASCII码表中对应的字符
-
%d, %i - 接受一个数字并将其转化为有符号的整数格式
-
%o - 接受一个数字并将其转化为八进制数格式
-
%u - 接受一个数字并将其转化为无符号整数格式
-
%x - 接受一个数字并将其转化为十六进制数格式, 使用小写字母
-
%X - 接受一个数字并将其转化为十六进制数格式, 使用大写字母
-
%e - 接受一个数字并将其转化为科学记数法格式, 使用小写字母e
-
%E - 接受一个数字并将其转化为科学记数法格式, 使用大写字母E
-
%f - 接受一个数字并将其转化为浮点数格式
-
%g(%G) - 接受一个数字并将其转化为%e(%E, 对应%G)及%f中较短的一种格式
-
%q - 接受一个字符串并将其转化为可安全被Lua编译器读入的格式
-
%s - 接受一个字符串并按照给定的参数格式化该字符串
为进一步细化格式, 可以在%号后添加参数. 参数将以如下的顺序读入:- 符号: 一个+号表示其后的数字转义符将让正数显示正号. 默认情况下只有负数显示符号
- 占位符: 一个0, 在后面指定了字串宽度时占位用. 不填时的默认占位符是空格
- 对齐标识: 在指定了字串宽度时, 默认为右对齐, 增加-号可以改为左对齐
- 宽度数值
- 小数位数/字串裁切: 在宽度数值后增加的小数部分n, 若后接f(浮点数转义符, 如%6.3f)则设定该浮点数的小数只保留n位, 若后接s(字符串转义符, 如%5.3s)则设定该字符串只显示前n位
匹配模式
Lua 中的匹配模式直接用常规的字符串来描述。 它用于模式匹配函数 string.find, string.gmatch, string.gsub, string.match。
你还可以在模式串中使用字符类。
字符类指可以匹配一个特定字符集合内任何字符的模式项。比如，字符类 %d 匹配任意数字。所以你可以使用模式串 %d%d/%d%d/%d%d%d%d 搜索 dd/mm/yyyy 格式的日期：
s = "Deadline is 30/05/1999, firm"
date = "%d%d/%d%d/%d%d%d%d"
print(string.sub(s, string.find(s, date))) --> 30/05/1999
下面的表列出了Lua支持的所有字符类：
单个字符(除 ^$()%.[]*±? 外): 与该字符自身配对
.(点): 与任何字符配对
- %a: 与任何字母配对
- %c: 与任何控制符配对(例如\n)
- %d: 与任何数字配对
- %l: 与任何小写字母配对
- %p: 与任何标点(punctuation)配对
- %s: 与空白字符配对
- %u: 与任何大写字母配对
- %w: 与任何字母/数字配对
- %x: 与任何十六进制数配对
- %z: 与任何代表0的字符配对
- %x(此处x是非字母非数字字符): 与字符x配对. 主要用来处理表达式中有功能的字符(^$()%.[]*±?)的配对问题, 例如%%与%配对
- [数个字符类]: 与任何[]中包含的字符类配对. 例如[%w_]与任何字母/数字, 或下划线符号(_)配对
- [^数个字符类]: 与任何不包含在[]中的字符类配对. 例如[^%s]与任何非空白字符配对
当上述的字符类用大写书写时, 表示与非此字符类的任何字符配对. 例如, %S表示与任何非空白字符配对.例如，’%A’非字母的字符:
> print(string.gsub("hello, up-down!", "%A", "."))
hello..up.down. 4
数字4不是字符串结果的一部分，他是gsub返回的第二个结果，代表发生替换的次数。
在模式匹配中有一些特殊字符，他们有特殊的意义，Lua中的特殊字符如下：
( ) . % + - * ? [ ^ $
‘%’ 用作特殊字符的转义字符，因此 ‘%.’ 匹配点；’%%’ 匹配字符 ‘%’。转义字符 '%'不仅可以用来转义特殊字符，还可以用于所有的非字母的字符。
模式 指一个模式条目的序列。 在模式最前面加上符号 ‘^’ 将锚定从字符串的开始处做匹配。 在模式最后面加上符号 ‘$’ 将使匹配过程锚定到字符串的结尾。 如果 ‘^’ 和 ‘$’ 出现在其它位置，它们均没有特殊含义，只表示自身。
模式条目可以是：
- 单个字符类匹配该类别中任意单个字符；
- 单个字符类跟一个 ‘*’， 将匹配零或多个该类的字符。 这个条目总是匹配尽可能长的串；
- 单个字符类跟一个 ‘+’， 将匹配一或更多个该类的字符。 这个条目总是匹配尽可能长的串；
- 单个字符类跟一个 ‘-’， 将匹配零或更多个该类的字符。 和 ‘*’ 不同， 这个条目总是匹配尽可能短的串；
- 单个字符类跟一个 ‘?’， 将匹配零或一个该类的字符。 只要有可能，它会匹配一个；
- %n， 这里的 n 可以从 1 到 9； 这个条目匹配一个等于 n 号捕获物（后面有描述）的子串。
- %bxy， 这里的 x 和 y 是两个明确的字符； 这个条目匹配以 x 开始 y 结束， 且其中 x 和 y 保持 平衡 的字符串。 意思是，如果从左到右读这个字符串，对每次读到一个 x 就 +1 ，读到一个 y 就 -1， 最终结束处的那个 y 是第一个记数到 0 的 y。 举个例子，条目 %b() 可以匹配到括号平衡的表达式。
- %f[set]， 指 边境模式； 这个条目会匹配到一个位于 set 内某个字符之前的一个空串， 且这个位置的前一个字符不属于 set 。 集合 set 的含义如前面所述。 匹配出的那个空串之开始和结束点的计算就看成该处有个字符 ‘\0’ 一样。
模式可以在内部用小括号括起一个子模式； 这些子模式被称为 捕获物。 当匹配成功时，由 捕获物 匹配到的字符串中的子串被保存起来用于未来的用途。 捕获物以它们左括号的次序来编号。 例如，对于模式 “(a*(.)%w(%s*))” ， 字符串中匹配到 “a*(.)%w(%s*)” 的部分保存在第一个捕获物中 （因此是编号 1 ）； 由 “.” 匹配到的字符是 2 号捕获物， 匹配到 “%s*” 的那部分是 3 号。
作为一个特例，空的捕获 () 将捕获到当前字符串的位置（它是一个数字）。 例如，如果将模式 “()aa()” 作用到字符串 “flaaap” 上，将产生两个捕获物： 3 和 5 。
Lua 数组
数组，就是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合，可以是一维数组和多维数组。
Lua 数组的索引键值可以使用整数表示，数组的大小不是固定的。
一维数组
一维数组是最简单的数组，其逻辑结构是线性表。一维数组可以用for循环出数组中的元素，如下实例：
> array = {"Lua", "Tutorial"}
> for i= 0, 2 do print(array[i]) end
nil
Lua
Tutorial
正如你所看到的，我们可以使用整数索引来访问数组元素，如果知道的索引没有值则返回nil。
在 Lua 索引值是以 1 为起始，但你也可以指定 0 开始。
除此外我们还可以以负数为数组索引值。
多维数组
多维数组即数组中包含数组或一维数组的索引键对应一个数组。
以下是一个三行三列的阵列多维数组。
array = {}
for i=1,3 do
array[i] = {}
for j=1,3 do
array[i][j] = i*j
end
end
输出结果：
> print(array[1][1])
1
> print(array[1])
table: 0x7ff3f2603ab0
> array[4] = 5
> print(array[4])
5
> print(array[4][1])
stdin:1: attempt to index a number value (field '?')
stack traceback:
stdin:1: in main chunk
[C]: in ?
>
Lua 迭代器
迭代器（iterator）是一种对象，它能够用来遍历标准模板库容器中的部分或全部元素，每个迭代器对象代表容器中的确定的地址。
在 Lua 中迭代器是一种支持指针类型的结构，它可以遍历集合的每一个元素。
泛型 for 迭代器
泛型 for 在自己内部保存迭代函数，实际上它保存三个值：迭代函数、状态常量、控制变量。
泛型 for 迭代器提供了集合的 key/value 对，语法格式如下：
for k, v in pairs(t) do
print(k, v)
end
Lua 默认提供l迭代函数 ipairs。
下面我们看看泛型 for 的执行过程：
- 首先，初始化，计算 in 后面表达式的值，表达式应该返回泛型 for 需要的三个值：迭代函数、状态常量、控制变量；与多值赋值一样，如果表达式返回的结果个数不足三个会自动用 nil 补足，多出部分会被忽略。
- 第二，将状态常量和控制变量作为参数调用迭代函数（注意：对于 for 结构来说，状态常量没有用处，仅仅在初始化时获取他的值并传递给迭代函数）。
- 第三，将迭代函数返回的值赋给变量列表。
- 第四，如果返回的第一个值为nil循环结束，否则执行循环体。
- 第五，回到第二步再次调用迭代函数
在Lua中我们常常使用函数来描述迭代器，每次调用该函数就返回集合的下一个元素。Lua 的迭代器包含以下两种类型：
- 无状态的迭代器
- 多状态的迭代器
无状态的迭代器
无状态的迭代器是指不保留任何状态的迭代器，因此在循环中我们可以利用无状态迭代器避免创建闭包花费额外的代价。
每一次迭代，迭代函数都是用两个变量（状态常量和控制变量）的值作为参数被调用，一个无状态的迭代器只利用这两个值可以获取下一个元素。
这种无状态迭代器的典型的简单的例子是 ipairs，它遍历数组的每一个元素。
以下实例我们使用了一个简单的函数来实现迭代器，实现 数字 n 的平方：
function square(iteratorMaxCount,currentNumber)
if currentNumber<iteratorMaxCount
then
currentNumber = currentNumber+1
return currentNumber, currentNumber*currentNumber
end
end
for i,n in square,3,0
do
print(i,n)
end
输出结果为：
1 1
2 4
3 9
迭代的状态包括被遍历的表（循环过程中不会改变的状态常量）和当前的索引下标（控制变量），ipairs 和迭代函数都很简单，我们在 Lua 中可以这样实现：
function iter (a, i)
i = i + 1
local v = a[i]
if v then
return i, v
end
end
function ipairs (a)
return iter, a, 0
end
多状态的迭代器
很多情况下，迭代器需要保存多个状态信息而不是简单的状态常量和控制变量，最简单的方法是使用闭包，还有一种方法就是将所有的状态信息封装到 table 内，将 table 作为迭代器的状态常量，因为这种情况下可以将所有的信息存放在 table 内，所以迭代函数通常不需要第二个参数。
以下实例我们创建了自己的迭代器：
array = {"Google", "Apple"}
function elementIterator (collection)
local index = 0
local count = #collection
-- 闭包函数
return function ()
index = index + 1
if index <= count
then
-- 返回迭代器的当前元素
return collection[index]
end
end
end
for element in elementIterator(array)
do
print(element)
end
以上的输出结果为：
Google
Apple
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