Lua 快速入门学习教程

发布于 2019-12-11 19:52:08 字数 7472 浏览 2016 评论 0

在这篇文章中,我想向大家介绍如何进行 Lua 程序设计。我假设大家都学过至少一门编程语言,比如 Basic 或 C,特别是 C。因为Lua 的最大用途是在宿主程序中作为脚本使用的。

Lua 的语法比较简单,学习起来也比较省力,但功能却并不弱,在 Lua 中,一切都是变量,除了关键字。请记住这句话。

代码注释

写一个程序,总是少不了注释的,在 Lua 中,你可以使用单行注释和多行注释。

  • 单行注释中,连续两个减号"--"表示注释的开始,一直延续到行末为止。相当于 C++ 语言中的 "//"。
  • 多行注释中,由"--[[" 表示注释开始,并且一直延续到 "]]" 为止。这种注释相当于 C 语言中的 "/*…*/"。在注释当中,"[[" 和 "]]" 是可以嵌套的。

基本语法

经典的 "Hello world" 的程序总是被用来开始介绍一种语言。在 Lua 中,写一个这样的程序很简单:

print("Hello world")

在 Lua 中,语句之间可以用分号 ";" 隔开,也可以用空白隔开。一般来说,如果多个语句写在同一行的话,建议总是用分号隔开。Lua 有好几种程序控制语句,如:

  • 条件控制:if 条件 then … elseif 条件 then … else … end
  • While 循环:while 条件 do … end
  • Repeat 循环:repeat … until 条件
  • For 循环:for 变量 = 初值,终点值,步进 do … end
  • For 循环:for 变量 1,变量 2,… ,变量 N in 表或枚举函数 do … end

注意一下,for 的循环变量总是只作用于 for 的局部变量,你也可以省略步进值,这时候,for 循环会使用1 作为步进值。你可以用 break 来中止一个循环。

如果你有程序设计的基础,比如你学过 Basic,C 之类的,你会觉得 Lua 也不难。但 Lua 有几个地方是明显不同于这些程序设计语言的,所以请特别注意。

语句块

语句块在C++中是用"{"和"}"括起来的,在Lua 中,它是用do 和end 括起来的。比如:

do print("Hello") end

你可以在函数中和语句块中定局部变量。

赋值语句

赋值语句在Lua 被强化了。它可以同时给多个变量赋值。例如:

a,b,c,d=1,2,3,4

甚至是:

a,b=b,a

多么方便的交换变量功能,在默认情况下,变量总是认为是全局的。假如你要定义局部变量,则在第一次赋值的时候,需要用local 说明。比如:

local a,b,c = 1,2,3 -- a,b,c 都是局部变量

数值运算

和C 语言一样,支持+, -, *, /。但Lua 还多了一个"^"。这表示指数乘方运算。比如2^3 结果为8, 2^4 结果为16。
连接两个字符串,可以用".."运处符。如:

"This a " .. "string." -- 等于"this a string"

比较运算

< > <= >= == ~=

分别表示小于,大于,不大于,不小于,相等,不相等,所有这些操作符总是返回true 或false。

对于Table,Function 和Userdata 类型的数据,只有== 和~=可以用。

相等表示两个变量引用的是同一个数据。比如:

a={1,2}
b=a
print(a==b, a~=b) -- true, false
a={1,2}
b={1,2}
print(a==b, a~=b) -- false, true

逻辑运算

and, or, not

其中,and 和or 与C 语言区别特别大。在这里,请先记住,在Lua 中,只有false 和nil 才计算为false,其它任何数据都计算为true,0 也是true!

and 和or 的运算结果不是true 和false,而是和它的两个操作数相关。

  • a and b:如果a 为false,则返回a;否则返回b
  • a or b:如果a 为true,则返回a;否则返回b

举几个例子:

print(4 and 5) --> 5
print(nil and 13) --> nil
print(false and 13) --> false
print(4 or 5) --> 4
print(false or 5) --> 5

在Lua 中这是很有用的特性,也是比较令人混洧的特性。
我们可以模拟C 语言中的语句:x = a? b : c,在Lua 中,可以写成:

x = a and b or c。

最有用的语句是: x = x or v,它相当于:if not x then x = v end 。

运算符优先级

运算符优先级,从高到低顺序如下:

^
not - (一元运算)
* /
+ -
..(字符串连接)
< > <= >= ~= ==
and
or

关键字

关键字是不能做为变量的。Lua 的关键字不多,就以下几个:

and break do else elseif end false for function if
in local nil not or repeat return then true until while

变量类型

怎么确定一个变量是什么类型的呢?大家可以用type()函数来检查。Lua支持的类型有以下几种:

  • Nil 空值,所有没有使用过的变量,都是nil。nil 既是值,又是类型。
  • Boolean 布尔值
  • Number 数值,在Lua 里,数值相当于C 语言的double
  • String 字符串,如果你愿意的话,字符串是可以包含'\0'字符的
  • Table 关系表类型,这个类型功能比较强大,我们在后面慢慢说。
  • Function 函数类型,不要怀疑,函数也是一种类型,也就是说,所有的函数,它本身就是一个变量。
  • Userdata 这个类型专门用来和Lua 的宿主打交道的。宿主通常是用C和C++来编写的,在这种情况下,Userdata 可以是宿主的任意数据类型,常用的有Struct 和指针。
  • Thread 线程类型,在Lua 中没有真正的线程。Lua 中可以将一个函数分成几部份运行。如果感兴趣的话,可以去看看Lua 的文档。

变量的定义

所有的语言,都要用到变量。在 Lua 中,不管你在什么地方使用变量,都不需要声明,并且所有的这些变量总是全局变量,除非,你在前面加上"local"。

这一点要特别注意,因为你可能想在函数里使用局部变量,却忘了用local来说明。

至于变量名字,它是大小写相关的。也就是说,A 和a 是两个不同的变量。

定义一个变量的方法就是赋值。"="操作就是用来赋值的,我们一起来定义几种常用类型的变量吧。

A. Nil

正如前面所说的,没有使用过的变量的值,都是Nil。有时候我们也需要将一个变量清除,这时候,我们可以直接给变量赋以nil 值。如:

var1=nil -- 请注意nil 一定要小写

B. Boolean

布尔值通常是用在进行条件判断的时候。布尔值有两种:true 和false。在Lua 中,只有false 和nil 才被计算为false,而所有任何其它类型的值,都是true。比如0,空串等等,都是true。

不要被C 语言的习惯所误导,0 在Lua 中的的确确是true。你也可以直接给一个变量赋以Boolean 类型的值,如:

varboolean = true

C. Number

在Lua 中,是没有整数类型的,也不需要。一般情况下,只要数值不是很大(比如不超过100,000,000,000,000),是不会产生舍入误差的。在很多CPU上,实数的运算并不比整数慢。

实数的表示方法,同C 语言类似,如:

4 0.4 4.57e-3 0.3e12 5e+20

D. String

字符串,总是一种非常常用的高级类型。在Lua 中,你可以非常方便的定义很长很长的字符串。
字符串在Lua 中有几种方法来表示,最通用的方法,是用双引号或单引号来括起一个字符串的,如:

"This is a string."

和C 语言相同的,它支持一些转义字符,列表如下:

\a bell
\b back space
\f form feed
\n newline
\r carriage return
\t horizontal tab
\v vertical tab
\\ backslash
\" double quote
\' single quote
\[ left square bracket
\] right square bracket

由于这种字符串只能写在一行中,因此,不可避免的要用到转义字符。加入了转义字符的串,看起来实在是不敢恭维,比如:

"one line\nnext line\n\"in quotes\", 'in quotes'"

一大堆的"\"符号让人看起来很倒胃口。如果你与我有同感,那么,我们在Lua 中,可以用另一种表示方法:用"[["和"]]"将多行的字符串括起来,如:

page = [[
<HTML>
<HEAD>
<TITLE>An HTML Page</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<A HREF="http://www.lua.org">Lua</A>
[[a text between double brackets]]
</BODY>
</HTML>
]]

值得注意的是,在这种字符串中,如果含有单独使用的"[["或"]]"就仍然得用"\["或"\]"来避免歧义。当然,这种情况是极少会发生的。

E. Table

关系表类型,这是一个很强大的类型。我们可以把这个类型看作是一个数组。只是C 语言的数组,只能用正整数来作索引;在Lua 中,你可以用任意类型来作数组的索引,除了nil。同样,在C 语言中,数组的内容只允许一种类型;在Lua 中,你也可以用任意类型的值来作数组的内容,除了nil。

Table 的定义很简单,它的主要特征是用"{"和"}"来括起一系列数据元素的。比如:

T1 = {} -- 定义一个空表
T1[1]=10 -- 然后我们就可以象C 语言一样来使用它了。
T1["John"]={Age=27, Gender="Male"}

这一句相当于:

T1["John"]={} -- 必须先定义成一个表,还记得未定义的变量是nil类型吗
T1["John"]["Age"]=27
T1["John"]["Gender"]="Male"

当表的索引是字符串的时候,我们可以简写成:

T1.John={}
T1.John.Age=27
T1.John.Gender="Male"

T1.John{Age=27, Gender="Male"}

这是一个很强的特性。

在定义表的时候,我们可以把所有的数据内容一起写在"{"和"}"之间,这样子是非常方便,而且很好看。比如,前面的T1 的定义,我们可以这么写:

T1=
{
10, -- 相当于[1] = 10
[100] = 40,
John= -- 如果你原意,你还可以写成:["John"] =
{
Age=27, -- 如果你原意,你还可以写成:["Age"] =27
Gender=Male -- 如果你原意,你还可以写成:["Gender"]=Male
},
20 -- 相当于[2] = 20
}

看起来很漂亮,我们在写的时候,需要注意三点:

  • 所有元素之间,总是用逗号","隔开;
  • 所有索引值都需要用"["和"]"括起来;如果是字符串,还可以去掉引号和中括号;
  • 如果不写索引,则索引就会被认为是数字,并按顺序自动从1往后编;

表类型的构造是如此的方便,以致于常常被人用来代替配置文件。是的,不用怀疑,它比ini 文件要漂亮,并且强大的多。

F. Function

函数在 Lua 中,函数的定义也很简单。典型的定义如下:

function add(a,b) -- add 是函数名字,a 和b 是参数名字
return a+b -- return 用来返回函数的运行结果
end

请注意,return 语言一定要写在end 之前。假如你非要在中间放上一句return,那么请写成:do return end。还记得前面说过,函数也是变量类型么,上面的函数定义,其实相当于:

add = function (a,b) return a+b end

当你重新给add 赋值时,它就不再表示这个函数了。你甚至可以赋给add 任意数据,包括nil (这样,你就清除了add 变量)。Function 是不是很象C 语言的函数指针。

和C 语言一样,Lua 的函数可以接受可变参数个数,它同样是用"…"来定义的,比如:

function sum (a,b,…)

如果想取得…所代表的参数,可以在函数中访问arg 局部变量(表类型)得到。

如sum(1,2,3,4)则,在函数中,a = 1, b = 2, arg = {3, 4}更可贵的是,它可以同时返回多个结果,比如:

function s()
return 1,2,3,4
end
a,b,c,d = s() -- 此时,a = 1, b = 2, c = 3, d = 4

前面说过,表类型可以拥有任意类型的值,包括函数!因此,有一个很强大的特性是,拥有函数的表,哦,我想更恰当的应该说是对象吧。Lua 可以使用面向对象编程了。举例如下:

t = {
  Age = 27
  add = function(self, n) self.Age = self.Age+n end
}
print(t.Age) -- 27
t.add(t, 10)
print(t.Age) -- 37

不过,t.add(t,10) 这一句实在是有点土对,没关系,在Lua 中,你可以简写成:

t:add(10) -- 相当于t.add(t,10)

G. Userdata 和Thread

这两个类型的话题,超出了本文的内容,就不打算细说了。

结束语

接下来,需要用 Lua 解释器,来帮助你理解和实践了。这篇小文只是帮助你大体了解 Lua 的语法。如果你有编程基础,相信会很快对 Lua 上手了。

就象C 语言一样,Lua 提供了相当多的标准函数来增强语言的功能。使用这些标准函数,你可以很方便的操作各种数据类型,并处理输入输出。有关这方面的信息,你可以参考《Programming in Lua 》一书,你可以在网络上直接观看电子版,网址为:http://www.lua.org/pil/index.html

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