Lua脚本之语法基础快速入门

Lua的语法基础超级简单，非常易于上手，下面总结一些学习过程中的Lua语法基础。

在开始学习之前，先介绍一些最基本的概念，在Lua中具有一个代码块的概念，每个函数或者for循环等都是一个代码块。在Lua中，用 “- - ”来标记该行的注释，使用“- - [ [” 和   “ - - ] ] ”之间括起来的部分进行块注释。如下所示：

-- 行注释，仅仅注释当前行
for  idx = 1, 10  do   --在代码之后进行行注释
     print( "idx=" ,idx);
end
--[[
块注释，上边的 for 循环结构跟end结合起来就是一个Lua中常见的代码块结构。
--]]

另外，Lua中支持的算术运算符有：+、-、*、/,即加、减、乘、除；支持的关系运算符有：==、~=(不等于)、<、>、<=、>=；支持的逻辑运算符有：and、or、not。需要注意的是，在Lua中，and逻辑运算符如果第一个参数是false，则返回false，不会执行第二个参数的代码（即使第二个参数是一个错误的表达式，也能顺利运行）；如果第一个参数是true，返回第二个参数的值。 同理，or逻辑运算符如果第一个参数不是false，则返回第一个参数的值（不会执行第二个参数的代码）；否则返回第二个参数的值。这就是所谓的逻辑运算符短路求值。

result =  true
if  result and an_donot_defined_method() then
  print( "no erro occured!" )
end
--[[
上述代码输出的错误如下：
stdin:1: attempt to call global  'an_donot_defined_method'  (a nil value)
stack traceback:
    stdin:1: in main chunk
    [C]: ?
--]]
result = false
if  (result and an_donot_defined_method())== false   then
  print( "no erro occured!" )
end
--上述代码顺利通过编译，即使有一个没定义的方法，打印结果：no erro occured!

一、基本数据类型

Lua中具有5种基本的数据类型：nil、Boolean、string、Number和table。在Lua中使用变量不需要提前声明，变量的类型决定于用户赋值的类型。可以使用 type()函数判断变量的类型。其中，nil、Boolean、Number都是用法比较简单的类型，string、table类型用法稍微复杂点。给一个变量赋值为nil，表示释放该变量。Boolean跟其他语言一样，只有true和false两种值。Number是双精度浮点数，Lua中没有整数类型。table类型可以当作数组使用。

在Lua中，变量默认是全局的，这通常导致一些调试困难，最好尽量显式的在变量名之前加上 local 关键字声明该变量为局部变量。

gNumber = 10  --这是一个默认全局的变量
print(type(gNumber))
--输出结果为number
gNumber = nil --之前的number类型gNumber = 10变量被释放
print(type(gNumber))
--输出结果为nil

function LocalVarFunction ()
  local pTable = {} --用local关键字声明一个局部变量,这个变量将在执行LocalVarFunction方法后销毁
     for  idx = 1, 5  do
           local result =  true   --这个result将在每个 for 循环执行之后销毁
           if  result then
              local pString =  "这个字符串将在if代码块之后销毁"
              pTable[idx] = pString
              print(pTable[idx])
           end
     end
end

下面详细介绍string以及table两种类型的详细用法。

1、string类型的用法

Lua中的字符串操作非常出色。下表是一些特殊意义的字符：

特殊的Lua字符串

a、类型转换

Lua会根据上下文在合理合法的情况下隐式进行数字和字符之间的转换。另外，也可以使用tonumber()函数和tostring()函数显式地进行字符与数字的转换。 见代码实例：

--字符与数字的隐式转换
print( "10"  + 7)
--输出结果为：17,将字符10隐私转化为Number类型计算
print( "hello"  + 7)
--无法进行运算，即不能隐式将 "hello" 字符转化为Number计算
--[[
   系统错误如下：
stdin:1: attempt to perform arithmetic on a string value
stack traceback:
    stdin:1: in main chunk
    [C]: ?
--]]



--字符与数字的显式转换
print(tonumber( "100" )+11)
--输出结果为：111
print(type(tostring(100)))
--输出结果为：string

b、常用的字符处理函数介绍    

• string.char()函数根据传入的ASCII编码返回该编码对应的字符。如：string.char(10),表示字符换行符，10是换行符的ASCII编码。

• string.len()函数求字符串的长度。如：

print(string.len( "hello" ))
--输出结果为：5

• string.sub(aString, start, end) 函数返回指定字符串的子串。如：

gString =  "hello Lua"
print(string.sub(gString, 7,9))
--输出结果为：Lua

• string.format()函数格式化输出指定字符串。%s表示字符串，%d表示所有数字，%D表示非数字，%a表示字母，%c表示控制字符，%l小写字母，%p标点符号，%s空格符号，%u大写字母，%w字母数字，%x十六进制数，%z用0表示的字符。加%前缀可以让特殊符号也能用在格式化中（如：().%+_*?[ ^ $ ]），如%%代表百分比符号。%.4f表示小数点后有4位的浮点数，d.表示至少有两个数字的整数，如果不足两个数字则用0补足。如：

aString =  "哈哈，你是"
bString =  "一头猪"
print(string.format( "%s%s" , aString, bString))
--输出结果为：哈哈，你是一头猪

• sting.find(sourceString, targetString) 函数在sourceString字符串中查找第一个符合targetString字符串的位置，如果找到则返回开始和结束的位置，没找到则返回nil。

• string.gsub(sourceString, pattern, replacementString) 函数返回一个字符串，sourceString字符中满足pattern格式的字符都会被替换成replacementString参数的值。

• string.gfind(sourceString, pattern) 函数遍历一个字符串，一旦查找到符合指定格式的字符串就返回该子串。

2、table类型的用法

一般table可以当做数组使用，可以通过table[n]的索引形式访问任意数组中的某个成员。在Lua中，table还能被当做字典dictionary数据使用，并且数组跟字典的用法还能混合使用（实质上还是数组，只不过索引从数字变成其他属性值）。

a、使用其他值作为table的索引以及多维table

table还可以使用其他的值作为索引值,并且能用数字跟其他值同时作为同一个table的索引。如：

gTable = {}
gTable.name =  "eric"
gTable.gender =  "man"
gTable.phonenumber =  "0000000000"
gTable[1] =  "公司"
gTable[2] =  "部门"
for  index, value in pairs(gTable)  do
  print(index, value)
end
--[[
输出结果如下：
1   公司
2   部门
phonenumber 0000000000
gender  man
name    eric
--]]

注意，上述循环中的pairs()函数可以遍历table中的每一对值（索引以及索引对应的value，有点类似字典，不是吗？）

事实上，table的索引还可以是table本身，这样就组成了一个多维table或多维字典。跟其他语言的多维数组或字典比起来，使用真是超级方便，非常非常的灵活。如：

gTable = {}
gTable.name =  "eric"
gTable.gender =  "man"
gTable.phonenumber =  "0000000000"
gTable[1] =  "公司"
gTable[2] =  "部门"
gTable.hobby = { "跑步" ,  "读书" ,  "游戏" ,  "动漫" }  -- 多维table，可以通过gTable.hobby[1]的方式访问.即gTable.hobby本身也是一个table
gTable.secTable = {}
gTable.secTable.job =  "程序员"
gTable.secTable.label =  "写代码的"
gTable.secTable.description =  "职责是实现产品的逻辑"

for  index, value in pairs(gTable)  do
  print(index, value)
  if  ( "table"  == type(value)) then
     for  idx, var in pairs(value)  do
         print( "二维table：" , idx, var)
     end
   end
end
--[[
输出结果如下：
1   公司
2   部门
hobby   table: 0x7fdceac14bc0
二维table：    1   跑步
二维table：    2   读书
二维table：    3   游戏
二维table：    4   动漫
phonenumber 0000000000
gender  man
secTable    table: 0x7fdceac15100
二维table：    label   写代码的
二维table：    description 职责是实现产品的逻辑
二维table：    job 程序员
name    eric
--]]

b、table 的常用函数

• table.getn()函数，返回table中元素的个数。如：

gStringTable = { "a" ,  "b" , "c" , "d" , "e" }
for  i = 1， table.getn(gStringTable)  do
     print(gStringTable[i])
end

• table.sort()函数，将table中的元素从小到大排列。如：

gNumberTable = {10, 5, 7, 2,3, 2}
table.sort(gNumberTable)
for  i = 1, table.getn(gNumberTable)  do
   print(gNumberTable[i])
end
--输出结果如下：
2
2
3
5
7
10

• table.insert(pTable, position, value) 函数在table中插入一个新值，位置参数如果没指定，则默认将新值插入到table的末尾。

• table.remove(pTable, position) 函数从指定table中删除指定位置的元素并返回该元素，如果没有指定删除的位置，则默认删除table的最后一个元素。

介绍到这里， Lua中基本的数据类型诸位应该都能掌握，休息一下，下面接着开始简单介绍Lua的基本语句以及函数。

二、Lua中的常用语句结构以及函数

1、Lua中的常用语句结构介绍

-- if  语句结构,如下实例：
gTable = { "hello" , 10}
if  nil ~= gTable[1] and  "hello"  == gTable[1] then
  print( "gTable[1] is" , gTable[1])
elseif  10 == gTable[2] then
  print( "gTable[2] is" , gTable[2])
else
  print( "unkown gTable element" )
end

-- while  和repeat循环语句结构， while 先判断条件，如果 true 才执行代码块（有可能跳过该代码块）；repeat则是在最后判断条件，保证代码块至少执行一次。
gTable = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}
index = 1
while  gTable[index] < 10  do
   print( "while gTable[" ,index, "] is " ,gTable[index])
   index = index + 1 -- 注意，Lua不支持index++或者index += 1形式的运算符。
end
--[[
while 循环输出结果如下：
while  gTable[   1   ] is    1
while  gTable[   2   ] is    2
while  gTable[   3   ] is    3
while  gTable[   4   ] is    4
while  gTable[   5   ] is    5
while  gTable[   6   ] is    6
while  gTable[   7   ] is    7
while  gTable[   8   ] is    8
while  gTable[   9   ] is    9
--]]

--上一个循环结束后，index = 10
repeat
    print( "repeat gTable[" ,index, "] is " ,gTable[index])
   index = index - 2
until index < 1
--[[
输出结果如下：
repeat gTable[  10  ] is    10
repeat gTable[  8   ] is    8
repeat gTable[  6   ] is    6
repeat gTable[  4   ] is    4
repeat gTable[  2   ] is    2
--]]

-- for 循环结构， for 循环结构具有三个参数，初始值，结束值，每个循环增加值。
for  index = 1, 5  do  --不设置第三个参数的话，默认缺省第三个参数是1，即每个循环 index 增加1
   print( "for cycle index =" ,index)
end
--[[
输出结果为：
for  cycle index =   1
for  cycle index =   2
for  cycle index =   3
for  cycle index =   4
for  cycle index =   5
--]]

for  index = 20 , 0, -5  do  --设定第三个参数为-5
 print( "for cycle index:" ,index)
end
--[[
输出结果：
for  cycle index:    20
for  cycle index:    15
for  cycle index:    10
for  cycle index:    5
for  cycle index:    0
--]]

-- break 关键字可以使循环强制退出，Lua中没有 continue 关键字，需要通过其他方式实现 continue 关键字，比如 if - else 语句。或者通过网络下载Lua的 continue 关键字补丁安装来解决该问题

for  index = 1, 100, 5  do
  if  index > 10 and index < 25 then  --用 if - else 语句实现 continue 关键字的功能
     print( "continue!!!!! index=" ,index)
  else
    if  index > 15 and index < 35 then
       print( "break~~~~~index=" ,index)
       break
    end
    print( "At end index=" ,index)
  end
end

--[[
输出结果如下：
At end index=   1
At end index=   6
continue !!!!! index=    11
continue !!!!! index=    16
continue !!!!! index=    21
break ~~~~~index=    26
--]]

--最后还要提的一点是，Lua中 switch 语句的缺失，用 if -elseif- else 语句代替的话，显得非常臃肿，还有其他的一些实现方案。笔者在网上麦子加菲童鞋的博客中找到一种Lua中代替 switch 语句非常优雅的方案。下面贴出麦子加菲原代码：
--Switch语句的替代语法（所有替代方案中觉得最好，最简洁，最高效，最能体现Lua特点的一种方案）
action = {
  [1] = function (x) print(x) end,
  [2] = function (x) print( 2 * x ) end,
  [ "nop" ] = function (x) print(math.random()) end,
  [ "my name" ] = function (x) print( "fred" ) end,
}

while  true  do
    key = getChar()
    x = math.ramdon()
    action[key](x)
end

2、Lua中的函数

在Lua脚本中，函数是以function关键字开始，然后是函数名称，参数列表，最后以end关键字表示函数结束。需要注意的是，函数中的参数是局部变量，如果参数列表中存在(...)时，Lua内部将创建一个类型为table的局部变量arg，用来保存所有调用时传递的参数以及参数的个数(arg.n)。

function PrintTable (pTable)
  for  index = 1, table.getn(pTable)  do
      print( "pTable[" ,index, "] =" ,pTable[index])
  end
end

gStringTable = { "hello" , "how" , "are" , "you" }
PrintTable(gStringTable)
--[[
输出结果为：
pTable[ 1   ] = hello
pTable[ 2   ] = how
pTable[ 3   ] = are
pTable[ 4   ] = you
--]]

function PrintFriendInfo (name, gender, ...)
  local friendInfoString = string.format( "name:%s  gender:%d" ,name,gender)
  if  0 < arg.n then
     for  index = 1, arg.n  do
        friendInfoString = string.format( "%s otherInfo:%s" ,friendInfoString, arg[index])
     end
   end
   print(friendInfoString)
end


PrintFriendInfo ( "eric" , 1,  "程序员" , "2b" , 50)

 --输出结果为：
-- name:eric  gender:1 otherInfo:程序员 otherInfo:2b otherInfo:50

Lua函数的返回值跟其他语言比较的话，特殊的是能够返回多个返回值。return之后，该Lua函数从Lua的堆栈里被清理。

function GetUserInfo ()
    local name =  "eric"
    local gender = 1
    local hobby =  "动漫"
  return  name, gender, hobby
end

print(GetUserInfo())

--输出结果：eric 1   动漫

三、Lua中的库函数

在本文的最后，介绍一些Lua中常用的库函数。

1、数学库

math库的常用函数：三角函数math.sin、math.cos、取整函数math.floor、math.ceil、math.max、math.min、随机函数math.random、math.randomseed(os.time())、变量pi和huge。

2、I/O库

进行I/O操作前，必须先用io.open()函数打开一个文件。io.open()函数存在两个参数，一个是要打开的文件名，另一个是模式字符，类似"r"表示读取、“w”表示写入并同时删除文件原来内容，“a”表示追加，“b”表示打开二进制文件。该函数会返回一个表示文件的返回值，如果打开出错则返回nil，写入之前需要判断是否出错，比如：local file = assert(io.open(filename, “w”))..使用完毕后，调用io.close(file).或file:close()。

几个常用I/O函数：io.input ()、io.output ()、 io.read()、 io.write()。

local file =  assert (io.open(filename, “w”))
if  file ~= nil then
  file:write( "hello lua!!!!" )  --注意，等同于io.write( "hello lua!!!!" )
  file:close()  --等同于io.close(file)
end

3、调试库

• debug.getinfo()函数，他的第一个参数 可以是一个函数或一个栈层。返回结果是一个table，其中包含了函数的定义位置、行号、函数类型、函数名称等信息。

• debug.getlocal()函数检查函数任意局部变量，有两个参数，第一个是希望查询的函数栈层，另一个是变量的索引。

• assert(trunk)() 函数，执行参数中代码块并在出错时提供报错功能。

a =  "hello world"
b =  "print(a)"
assert (loadstring(b))()
--输出结果：
hello world

4、几个处理Lua代码块的函数

• loadstring(pString)()函数可以直接执行pString字符串组成的Lua代码，但不提供报错功能。

loadstring( "for index = 1, 4 do print(\"for cycle index =\",index) end" )()
--[[
输出结果
for  cycle index =   1
for  cycle index =   2
for  cycle index =   3
for  cycle index =   4
--]]

• dofile(filename)函数的功能是载入并立刻执行Lua脚本文件。可以用来载入定义函数的文件或者数据文件、或立即执行的Lua代码。dofile函数会将程序的执行目录作为当前目录。如果要载入程序执行目录的子目录里的文件，需要加上子目录的路径。

dofile( "/Users/ericli/WorkSpace/Lua语言/hellolua.lua" )
--输出结果：Hello Lua!

本篇总结完毕，本篇只是总结了Lua的一些最基本的语法。至于Lua的更高级的内容，比如：协同程序、模块与包、Lua调用C代码、C++与Lua的整合等，还需要在以后的学习过程中深入。