前言

本文小新为大家带来 Lua 语法进阶 相关知识，具体内容包括table，迭代器，模块，元表与元方法，面向对象，协同线程与协同函数，文件 IO等进行详尽介绍~

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↩️本文上接：超详细Redis入门教程——Lua 脚本简介与基础语法

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目录

1️⃣table

🍀（1）数组

使用 table 可以定义一维、二维、多维数组。不过，需要注意，Lua 中的数组索引是从 1 开始的，且无需声明数组长度，可以随时增加元素。当然，同一数组中的元素可以是任意类型。

🍀（2）map

使用 table 也可以定义出类似 map 的 key-value 数据结构。其可以定义 table 时直接指定 key-value，也可单独指定 key-value。而访问时，一般都是通过 table 的 key 直接访问，也可以数组索引方式来访问，此时的 key 即为索引。

🍀（3）混合结构

Lua 允许将数组与 key-value 混合在同一个 table 中进行定义。key-value 不会占用数组的数字索引值。

🍀（4）table 操作函数

Lua 中提供了对 table 进行操作的函数。

A、 table.concat()

【函数】table.concat (table [, sep [, start [, end]]]):
【解析】该函数用于将指定的 table 数组元素进行字符串连接。连接从 start 索引位置到 end 索引位置的所有数组元素, 元素间使用指定的分隔符 sep 隔开。如果 table 是一个混合结构，那么这个连接与 key-value 无关，仅是连接数组元素。

B、 table.unpack()
【函数】table.unpack (table [, i [, j]])
【解析】拆包。该函数返回指定 table 的数组中的从第 i 个元素到第 j 个元素值。i 与 j 是可选的，默认 i 为 1，j 为数组的最后一个元素。Lua5.1 不支持该函数。

C、 table.pack()

【函数】table.pack (…)
【解析】打包。该函数的参数是一个可变参，其可将指定的参数打包为一个 table 返回。这个返回的 table 中具有一个属性 n，用于表示该 table 包含的元素个数。Lua5.1 不支持该函数。

D、 table.maxn()

【函数】table.maxn(table)
【解析】该函数返回指定 table 的数组中的最大索引值，即数组包含元素的个数。

E、 table.insert()

【函数】table.insert (table, [pos,] value):
【解析】该函数用于在指定 table 的数组部分指定位置 pos 插入值为 value 的一个元素。其后的元素会被后移。pos 参数可选，默认为数组部分末尾。

F、 table.remove ()

【函数】table.remove (table [, pos])
【解析】该函数用于删除并返回指定 table 中数组部分位于 pos 位置的元素。其后的元素会被前移。pos 参数可选，默认删除数组中的最后一个元素。

G、 table.sort()

【函数】table.sort(table [,fun(a,b)])
【解析】该函数用于对指定的 table 的数组元素进行升序排序，也可按照指定函数 fun(a,b) 中指定的规则进行排序。fun(a,b)是一个用于比较 a 与 b 的函数，a 与 b 分别代表数组中的两个相邻元素。

注意：

• 如果 arr 中的元素既有字符串又有数值型，那么对其进行排序会报错。
• 如果数组中多个元素相同，则其相同的多个元素的排序结果不确定，即这些元素的索引谁排前谁排后，不确定。
• 如果数组元素中包含 nil，则排序会报错。

2️⃣迭代器

Lua 提供了两个迭代器 pairs(table)与 ipairs(table)。这两个迭代器通常会应用于泛型 for 循环中，用于遍历指定的 table。这两个迭代器的不同是：

• ipairs(table)：仅会迭代指定 table 中的数组元素。
• pairs(table)：会迭代整个 table 元素，无论是数组元素，还是 key-value。

3️⃣模块

模块是 Lua中特有的一种数据结构。从 Lua 5.1 开始，Lua 加入了标准的模块管理机制，可以把一些公用的代码放在一个文件里，以 API 接口的形式在其他地方调用，有利于代码的重用和降低代码耦合度。

模块文件主要由 table 组成。在 table 中添加相应的变量、函数，最后文件返回该 table 即可。如果其它文件中需要使用该模块，只需通过 require 将该模块导入即可。

🍀（1）定义一个模块

模块是一个 lua 文件，其中会包含一个 table。一般情况下该文件名与该 table 名称相同，但其并不是必须的。

🍀（2）使用模块

这里要用到一个函数 require(“文件路径”)，其中文件名是不能写.lua 扩展名的。该函数可以将指定的 lua 文件静态导入（合并为一个文件）。不过需要注意的是，该函数的使用可以省略小括号，写为 require “文件路径”。

require()函数是有返回值的，返回的就是模块文件最后 return 的 table。可以使用一个变量接收该 table 值作为模块的别名，就可以使用别名来访问模块了。

🍀（3）再看模块

模块文件中一般定义的变量与函数都是模块 table 相关内容，但也可以定义其它与 table 无关的内容。这些全局变量与函数就是普通的全局变量与函数，与模块无关，但会随着模块的导入而同时导入。所以在使用时可以直接使用，而无需也不能添加模块名称。

4️⃣元表与元方法

元表，即 Lua 中普通 table 的元数据表，而元方法则是元表中定义的普通表的默认行为。

Lua 中的每个普通 table 都可为其定义一个元表，用于扩展该普通 table 的行为功能。例如，对于 table 与数值相加的行为，Lua 中是没有定义的，但用户可通过为其指定元表来扩展这种行为；再如，用户访问不存在的 table 元素，Lua 默认返回的是 nil，但用户可能并不知道发生了什么。此时可以通过为该 table 指定元表来扩展该行为：给用户提示信息，并返回用户指定的值。

🍀（1）重要函数

元表中有两个重要函数：

• setmetatable(table,metatable)：将 metatable 指定为普通表 table 的元表。
• getmetatable(table)：获取指定普通表 table 的元表。

🍀（2）_ _index 元方法

当用户在对 table 进行读取访问时，如果访问的数组索引或 key 不存在，那么系统就会自动调用元表的_ index 元方法。该重写的方法可以是一个函数，也可以是另一个表。如果重写的 _index 元方法是函数，且有返回值，则直接返回；如果没有返回值，则返回 nil。

🍀（3） _ _newindex 元方法

当用户为 table 中一个不存在的索引或 key 赋值时，就会自动调用元表的_ newindex 元方法。该重写的方法可以是一个函数，也可以是另一个表。如果重写的 _newindex 元方法是函数，且有返回值，则直接返回；如果没有返回值，则返回 nil。

🍀（4）运算符元方法

如果要为一个表扩展加号(+)、减号(-)、等于(==)、小于(<)等运算功能，则可重写相应的元方法。

例如，如果要为一个 table 扩展加号(+)运算功能，则可重写该 table 元表的_ add 元方法，而具体的运算规则，则是定义在该重写的元方法中的。这样，当一个 table 在进行加法
(+)运算时，就会自动调用其元表的 _add 元方法。

类似于加法操作的其它操作，Lua 中还包含很多：

元方法	说明
__add	加法，+
__sub	减法，-
__mul	乘法，*
__div	除法，/
__mod	取模，%
__pow	次幂，^
__unm	取反，-
__idiv	取整除法，//
__concat	字符串连接，…
__len	字符串长度，#
__band	按位与，&
__bor	按位或，
__bxor	按位异或，~
__bnot	按位非，~
__shl	按位左移，<<
__shr	按位右移，>>
__eq	等于，==
__lt	小于，<
__le	小于等于，<=

🍀（5）_ _tostring 元方法

直接输出一个 table，其输出的内容为类型与 table 的存放地址。如果想让其输出 table 中的内容，可重写_ _tostring 元方法。

🍀（6）_ _call 元方法

当将一个 table 以函数形式来使用时，系统会自动调用重写的_ _call 元方法。该用法主要是可以简化对 table 的相关操作，将对 table 的操作与函数直接相结合。

🍀（7）元表单独定义

为了便于管理与复用，可以将元素单独定义为一个文件。该文件中仅可定义一个元表，且一般文件名与元表名称相同。

若一个文件要使用其它文件中定义的元表，只需使用 require “元表文件名”即可将元表导入使用。

如果用户想扩展该元表而又不想修改元表文件，则可在用户自己文件中重写其相应功能的元方法即可。

5️⃣面向对象

Lua 中没有类的概念，但通过 table、function 与元表可以模拟和构造出具有类这样功能的结构。

🍀（1）简单对象的创建

Lua 中通过 table 与 fcuntion 可以创建出一个简单的 Lua 对象：table 为 Lua 对象赋予属性，通过 function 为 Lua 对象赋予行为，即方法。

🍀（2）类的创建

Lua 中使用 table、function 与元表可以定义出类：使用一个表作为基础类，使用一个 function 作为该基础类的 new()方法。在该 new()方法中创建一个空表，再为该空表指定一个元表。该元表重写_ index 元方法，且将基础表指定为重写的 _index 元方法。由于 new() 中的表是空表，所以用户访问的所有 key 都会从基础类（表）中查找。

6️⃣协同线程与协同函数

🍀（1）协同线程

Lua 中有一种特殊的线程，称为 coroutine，协同线程，简称协程。其可以在运行时暂停执行，然后转去执行其它线程，然后还可返回再继续执行没有执行完毕的内容。即可以“走走停停，停停再走走”。

协同线程也称为协作多线程，在 Lua 中表示独立的执行线程。任意时刻只会有一个协程执行，而不会出现多个协程同时执行的情况。

协同线程的类型为 thread，其启动、暂停、重启等，都需要通过函数来控制。下表是用于控制协同线程的基本方法。

方法	描述
create(function)	创建一个协同线程实例，即返回的是 thread 类型。参数是一个 function。其需要通过 resume()来启动协同线程的执行
resume(thread, …)	启动指定的协同线程的执行，使其从开始处或前面挂起处开始执行。可以向 create()的内置函数传递相应的参数。如果内置函数具有返回值，resume()会全部接收并返回。
running()	返回正在运行的协同线程实例，即 thread 类型值
yield()	挂起协同线程，并将协同线程设置为挂起状态。resume()可从挂起处重启被挂起的协同线程
status(thread)	查看协同线程的状态。状态有三种：运行态 running，挂起态 suspended，消亡态 dead
close()	关闭协同线程
wrap(function)	创建一个协同函数，返回的是 function 类型。一旦调用该函数就会创建并执行一个协同线程实例

🍀（2）协同函数

协同线程可以单独创建执行，也可以通过协同函数的调用启动执行。使用 coroutine 的 wrap()函数创建的就是协同函数，其类型为 function。

由于协同函数的本质就是函数，所以协同函数的调用方式就是标准的函数调用方式。只不过，协同函数的调用会启动其内置的协同线程。

7️⃣文件 IO

Lua 中提供了大量对文件进行 IO 操作的函数。这些函数分为两类：静态函数与实例函数。所谓静态函数是指通过 io.xxx()方式对文件进行操作的函数，而实例函数则是通过 Lua 中面向对象方式操作的函数。

🍀（1）常用静态函数

A、 io.open()

【格式】io.open (filename [, mode])
【解析】以指定模式打开指定文件，返回要打开文件的句柄，就是一个对象（后面会讲 Lua 中的对象）。其中模式 mode 有三种，但同时还可配合两个符号使用：

• r：只读，默认模式
• w：只写，写入内容会覆盖文件原有内容
• a：只写，以追加方式写入内容
• +：增加符，在 r+、w+、a+均变为了读写
• b：二进制表示符。如果要操作的文件为二进制文件，则需要变为 rb、wb、ab。

B、 io.input()

【格式】io.input (file)
【解析】指定要读取的文件。

C、 io.output()

【格式】io.output (file)
【解析】指定要写入的文件。

D、 io.read()

【格式】io.read([format])
【解析】以指定格式读取 io.input()中指定的输入文件。其中 format 格式有：

• *l：从当前位置的下一个位置开始读取整个行，默认格式
• *n：读取下一个数字，其将作为浮点数或整数
• *a：从当前位置的下一个位置开始读取整个文件
• number：这是一个数字，表示要读取的字符的个数

E、 io.write()

【格式】io.write(data)
【解析】将指定的数据 data 写入到 io.output()中指定的输出文件。

🍀（2）常用实例函数

A、 file:read()

这里的 file 使用的是 io.open()函数返回的 file，其实际就是 Lua 中的一个对象。其用法与 io.read()的相同。

B、 file:write()

用法与 io.write()的相同。

C、 file:seek()

【格式】file:seek ([whence [, offset]])
【解析】该函数用于获取或设置文件读写指针的当前位置。位置从 1 开始计数，除文件最后一行外，每行都有行结束符，其会占两个字符位置。位置 0 表示文件第一个位置的前面位置。

当 seek()为无参时会返回读写指针的当前位置。参数 whence 的值有三种，表示将指针定位的不同位置。而 offset 则表示相对于 whence 指定位置的偏移量，offset 的默认值为 0，为正表示向后偏移，为负表示向前偏移。

• set：表示将指针定位到文件开头处，即 0 位置处
• cur：表示指针保持当前位置不变，默认值
• end：表示将指针定位到文件结尾处

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后记

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