Lua脚本语言
Lua
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Lua
简介
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。
Lua 是巴西里约热内卢天主教大学（Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro）里的一个研究小组于 1993 年开发的，该小组成员有：Roberto Ierusalimschy、Waldemar Celes 和 Luiz Henrique de Figueiredo。
设计目的
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 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
Windows下的安装
Lua和C#的区别
Lua可以在几乎所有的操作系统和平台进行编译运行
可以很方便的更新代码
更新了代码后，可以直接在手机上运行，不需要重新安装（后续的热更新方案）
C#只能在特定的操作系统中进行编译成dll文件，然后打包进安装包在其他平台（Android、iOS）运行
在移动平台上不能更新替换已有的dll文件，除非重新下载安装包
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。
print(type("Hello world")) --> string
print(type(10.4*3)) --> number
print(type(print)) --> function
print(type(type)) --> function
print(type(true)) --> boolean
print(type(nil)) --> nil
print(type(type(X))) --> string
nil
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：
> print(type(a))
nil
>
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：
tab1 = { key1 = "val1", key2 = "val2", "val3" }
for k, v in pairs(tab1) do
print(k .. " - " .. v)
end
print()
tab1.key1 = nil
for k, v in pairs(tab1) do
print(k .. " - " .. v)
end
console:
1 - val3
key1 - val1
key2 - val2
1 - val3
key2 - val2
nil 作比较时应该加上双引号 "：
> type(X)
nil
> type(X)==nil
false
> type(X)=="nil"
true
>
type(x) == nil 结果为 false 的原因是 type(x) 实质是返回的 “nil” 字符串，是一个 string 类型：
print(type(x))
print(type(x) == nil)
print(type(x) == "nil")
print(type(type(x)))
console:
nil
false
true
string
boolean
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。
print(type(true))
print(type(false))
print(type(nil))
if false or nil then
print("至少有一个是 true")
else
print("false 和 nil 都为 false")
end
if 0 then
print("数字 0 是 true")
else
print("数字 0 为 false")
end
console:
boolean
boolean
nil
false 和 nil 都为 false
数字 0 是 true
number
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：
print(type(2))
print(type(2.2))
print(type(0.2))
print(type(2e+1))
print(type(0.2e-1))
print(type(7.8263692594256e-06))
console:
number
number
number
number
number
number
string
字符串由一对双引号或单引号来表示。
string1 = "this is string1"
string2 = 'this is string2'
也可以用 2 个方括号 “[[]]” 来表示"一块"字符串。
html = [[
<html>
<head></head>
<body>
<a href="http://www.runoob.com/">菜鸟教程</a>
</body>
</html>
]]
print(html)
console:
<html>
<head></head>
<body>
<a href="http://www.runoob.com/">菜鸟教程</a>
</body>
</html>
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("2" + 6)
8.0
> print("2" + "6")
8.0
> print("2 + 6")
2 + 6
> print("-2e2" * "6")
-1200.0
> print("error" + 1)
stdin:1: attempt to perform arithmetic on a string value
stack traceback:
stdin:1: in main chunk
[C]: in ?
>
以上代码中"error" + 1执行报错了， 字符串连接使用的是 … ， 如：
> print("a" .. 'b')
ab
> print(157 .. 428)
157428
>
使用 # 来计算字符串的长度，放在字符串前面， 如下实例：
> len = "www.runoob.com"
> print(#len)
14
> print(#"www.runoob.com")
14
>
function
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:
-- function_test.lua 脚本文件
function factorial1(n)
if n == 0 then
return 1
else
return n * factorial1(n - 1)
end
end
print(factorial1(5))
factorial2 = factorial1
print(factorial2(5))
console:
120
120
function 可以以 匿名函数（anonymous function） 的方式通过参数传递:
-- function_test2.lua 脚本文件
function testFun(tab,fun)
for k ,v in pairs(tab) do
print(fun(k,v));
end
end
tab={key1="val1",key2="val2"};
testFun(tab,
function(key,val)--匿名函数
return key.."="..val;
end
);
console:
key1 = val1
key2 = val2
userdata
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。
thread
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。
table
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:
-- 创建一个空的 table
local tbl1 = {}
-- 直接初始表
local tbl2 = {"apple", "pear", "orange", "grape"}
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。
a = {}
a["key"] = "value"
key = 10
a[key] = 22
a[key] = a[key] + 11
for k, v in pairs(a) do
print(k .. " : " .. v)
end
console:
key : value
10 : 33
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。
local tbl = {"apple", "pear", "orange", "grape"}
for key, val in pairs(tbl) do
print("Key", key)
end
console:
Key 1
Key 2
Key 3
Key 4
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。
a3 = {}
for i = 1, 10 do
a3[i] = i
end
a3["key"] = "val"
print(a3["key"])
print(a3["none"])
console:
val
nil
变量
基本
- 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，哪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
console:
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 = "hello" .. "world"
t.n = t.n + 1
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。
a, b = 10, 2*x <--> a=10; b=2*x
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：
x, y = y, x -- swap 'x' for 'y'
a[i], a[j] = a[j], a[i] -- swap 'a[i]' for 'a[j]'
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：
a. 变量个数 > 值的个数 按变量个数补足nil
b. 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
上面最后一个例子是一个常见的错误情况，注意：如果要对多个变量赋值必须依次对每个变量赋值。
a, b, c = 0, 0, 0
print(a,b,c) --> 0 0 0
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 = f()
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。
t[i]
t.i -- 当索引为字符串类型时的一种简化写法
gettable_event(t,i) -- 采用索引访问本质上是一个类似这样的函数调用
> site = {}
> site["key"] = "www.runoob.com"
> print(site["key"])
www.runoob.com
> print(site.key)
www.runoob.com
全局变量和nil
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。
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：
在 lua 中，/ 用作除法运算，计算结果包含小数部分，// 用作整除运算，计算结果不包含小数部分：
a = 5
b = 2
print("除法运算 - a/b 的值为 ", a / b )
print("整除运算 - a//b 的值为 ", a // b )
以上程序执行结果为：
除法运算 - a/b 的值为 2.5
整除运算 - a//b 的值为 2
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：
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：
其他运算符
下表列出了 Lua 语言中的连接运算符与计算表或字符串长度的运算符：
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。
a+i < b/2+1 <--> (a+i) < ((b/2)+1)
5+x^2*8 <--> 5+((x^2)*8)
a < y and y <= z <--> (a < y) and (y <= z)
-x^2 <--> -(x^2)
x^y^z <--> x^(y^z)
基本语法
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
--]]
关键词
以下列出了 Lua 的保留关键词。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：
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。
循环
while
while(condition)
do
statements
end
for
Lua 编程语言中 for语句有两大类：
- 数值for循环
- 泛型for循环
数值for循环
for var = exp1, exp2, exp3 do
<执行体>
end
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 i=1,f(x) do
print(i)
end
for i=10,1,-1 do
print(i)
end
for的三个表达式在循环开始前一次性求值，以后不再进行求值。 比如上面的f(x)只会在循环开始前执行一次，其结果用在后面的循环中。
验证如下:
function f(x)
print("function")
return x*2
end
for i=1,f(5) do print(i)
end
console:
function
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
可以看到 函数f(x)只在循环开始前执行一次。
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:
--打印数组a的所有值
a = {"one", "two", "three"}
for i, v in ipairs(a) do
print(i, v)
end
console:
1 one
2 two
3 three
days = {"Sunday","Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday","Saturday"}
for i,v in ipairs(days) do
print(v)
end
console:
Sunday
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
repeat…until
Lua 编程语言中 repeat…until 循环语句不同于 for 和 while循环，for 和 while 循环的条件语句在当前循环执行开始时判断，而 repeat…until 循环的条件语句在当前循环结束后判断。
repeat
statements
until( condition )
我们注意到循环条件判断语句（condition）在循环体末尾部分，所以在条件进行判断前循环体都会执行一次。
如果条件判断语句（condition）为 false，循环会重新开始执行，直到条件判断语句（condition）为 true 才会停止执行。
Lua repeat…until 循环流程图如下：
--[ 变量定义 --]
a = 10
--[ 执行循环 --]
repeat
print("a的值为:", a)
a = a + 1
until( a > 15 )
执行以上代码，程序输出结果为：
a的值为: 10
a的值为: 11
a的值为: 12
a的值为: 13
a的值为: 14
a的值为: 15
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。
break
goto
local a = 1
::label:: print("--- goto label ---")
a = a+1
if a < 3 then
goto label -- a 小于 3 的时候跳转到标签 label
end
输出结果为：
--- goto label ---
--- goto label ---
有了 goto，我们可以实现 continue 的功能：
for i=1, 3 do
if i <= 2 then
print(i, "yes continue")
goto continue
end
print(i, " no continue")
::continue::
print([[i'm end]])
end
输出结果为：
1 yes continue
i'm end
2 yes continue
i'm end
3 no continue
i'm end
流程控制
if(布尔表达式)
then
--[ 在布尔表达式为 true 时执行的语句 --]
end
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
if( 布尔表达式 1)
then
--[ 在布尔表达式 1 为 true 时执行该语句块 --]
elseif( 布尔表达式 2)
then
--[ 在布尔表达式 2 为 true 时执行该语句块 --]
elseif( 布尔表达式 3)
then
--[ 在布尔表达式 3 为 true 时执行该语句块 --]
else
--[ 如果以上布尔表达式都不为 true 则执行该语句块 --]
end
函数
optional_function_scope function function_name( argument1, argument2, argument3..., argumentn)
function_body
return result_params_comma_separated
end
解析：
- 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。
一个返回值
--[[ 函数返回两个值的最大值 --]]
function max(num1, num2)
if (num1 > num2) then
result = num1;
else
result = num2;
end
return result;
end
-- 调用函数
print("两值比较最大值为 ",max(10,4))
print("两值比较最大值为 ",max(5,6))
以上代码执行结果为：
两值比较最大值为 10
两值比较最大值为 6
多个返回值
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）。
function maximum (a)
local mi = 1 -- 最大值索引
local m = a[mi] -- 最大值
for i,val in ipairs(a) do
if val > m then
mi = i
m = val
end
end
return m, mi
end
print(maximum({8,10,23,12,5}))
以上代码执行结果为：
23 3
将函数作为形参
Lua 中我们可以将函数作为参数传递给函数，如下实例：
myprint = function(param)
print("这是打印函数 - ##",param,"##")
end
function add(num1,num2,functionPrint)
result = num1 + num2
-- 调用传递的函数参数
functionPrint(result)
end
myprint(10)
-- myprint 函数作为参数传递
add(2,5,myprint)
console:
这是打印函数 - ## 10 ##
这是打印函数 - ## 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
我们可以将可变参数赋值给一个变量。
例如，我们计算几个数的平均值：
#变量名称 来获取一个代表表的变量中的元素个数
function average(...)
result = 0
local arg={...} --> arg 为一个表，局部变量
for i,v in ipairs(arg) do
result = result + v
end
print("总共传入 " .. #arg .. " 个数")
return result/#arg
end
print("平均值为",average(10,5,3,4,5,6))
以上代码执行结果为：
总共传入 6 个数
平均值为 5.5
我们也可以通过 select(“#”,…) 来获取可变参数的数量:
function average(...)
result = 0
local arg={...}
for i,v in ipairs(arg) do
result = result + v
end
print("总共传入 " .. select("#",...) .. " 个数")
return result/select("#",...)
end
print("平均值为",average(10,5,3,4,5,6))
以上代码执行结果为：
总共传入 6 个数
平均值为 5.5
有时候我们可能需要几个固定参数加上可变参数，固定参数必须放在变长参数之前:
function fwrite(fmt, ...) ---> 固定的参数fmt
return io.write(string.format(fmt, ...))
end
fwrite("runoob\n") --->fmt = "runoob", 没有变长参数。
fwrite("%d%d\n", 1, 2) --->fmt = "%d%d", 变长参数为 1 和 2
输出结果为：
runoob
12
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（数量）。
select(n, …) 用于返回从起点 n 开始到结束位置的所有参数列表。
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 返回参数列表中从索引 n 开始到结束位置的所有参数列表，否则只能为字符串 #，这样 select 返回变长参数的总数。
function f(...)
a = select(3,...) -->从第三个位置开始，变量 a 对应右边变量列表的第一个参数
print (a)
print (select(3,...)) -->打印所有列表参数
end
f(0,1,2,3,4,5)
输出结果为：
2
2 3 4 5
do
function foo(...)
for i = 1, select('#', ...) do -->获取参数总数
local arg = select(i, ...); -->读取参数，arg 对应的是右边变量列表的第一个参数
print("arg", arg);
end
end
foo(1, 2, 3, 4);
end
输出结果为：
arg 1
arg 2
arg 3
arg 4
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