《LUA程序设计》学习笔记

第一章   开始

若使用命令行参数 -i 来启动Lua解释器，那么解释器就会在运行完指定程序块后进入交互模式。例如在命令行中输入：

% lua -i prog

这样会先运行文件prog中的程序块，然后再进入交互模式。参数 -i 对于调试和手工测试尤为有用。

Lua中的标识符可以是由任意字母、数字和下划线构成的字符串，但不能以数字开头。

应该避免使用以一个下划线开头并跟着一个或多个大写字母（例如“_VERSION”）的标识符，Lua将这类标识符保留用作特殊用途。通常保留标识符“_”（一个下划线）作为“哑变量（Dummy Variable）”使用。

可以在任何地方以两个连字符（--）开始一个“行注释”，该注释一直延伸到一行的结尾。Lua也提供了“块注释”，以“--[[”开始，直至“]]”。

Lua中有8种基础类型：nil（空）、boolean（布尔）、number（数字）、string（字符串）、userdata（自定义类型）、function（函数）、thread（线程）和table（表）。

Lua中的字符串是不可变的值。不能像在C语言中那样直接修改字符串的某个字符，而是应该根据修改要求来创建一个新的字符串。

可以用一对匹配的双方括号来界定一个字母字符串，以这种形式书写的字符串可以延伸多行，Lua不会解释其中的转义序列。此外，如果字符串的第一个字符是一个换行字符串，那么Lua会忽略它。这种书写对于书写那种含有程序代码的字符串尤为有用。如下例：

page = [[





lua


]]

第二章 类型与值

在table类型中，a.x和a[x]是不一样的。前者表示a["x"]，表示以字符串“x”来索引table。而后者是以变量x的值来索引table。

虽然可以用任何值作为一个table的索引，也可以用任何数字作为数组索引的起始值。但就Lua的习惯而言，数组通常以1作为索引的起始值。并且有不少机制依赖于这个惯例。

在Lua5.1中，长度操作符“#”用于返回一个数组或线性表的最后一个索引值（或为其大小）。例如：

for i=1, #a do
  print(a[i])
end

注意：所有未初始化的元素的索引结果都是nil。Lua将nil作为界定数组结尾的标志。当一个数组有“空隙”时，即中间含有nil时，长度操作符会认为这些nil元素就是结尾标志。可以肯定我们不会想要这种不可预期性。因此应该避免对那些含有“空隙”的数组使用长度操作符。大多数数组不会包含“空隙”，因此大多数时候使用长度操作符是安全的。如果真的需要处理那些含有“空隙”的数组，可以使用函数table.maxn，它将返回一个table的最大正索引数。例如：

a = {}
a[1000] = 1
print(table.maxn(a))   --> 1000

在Lua中，函数是作为“第一类值”来看待的。这表示函数可以存储在变量中，可以通过参数传递给其他函数，还可以作为其他函数的返回值。

第三章 表达式

逻辑操作符有 and、or 和 not。与条件控制语句一样，所有的逻辑操作符将 false 和 nil 视为假，而将其它的任何东西视为真。对于操作符 and 来说，如果它的第一个操作数为假，就返回第一个操作数；不然返回第二个操作数。对于操作符 or 来说，如果它的第一个操作数为真，就返回第一个操作数；不然返回第二个操作数。

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

有一种常用的Lua习惯写法“x=x or v”，它等价于：

if not x then 
  x = v 
end

它可用在没有设置 x 的时候，将其设置为一个默认值 v。

另一种习惯写法是“（a and b）or c”，这类似与C语言中的表达式 a?b:c，但前提是 b 不为假。例如，为了选出数字 x 和 y 中的较大者，可以使用以下语句：

max = (x>y) and x or y

要在Lua中连接两个字符串，可以使用操作符“..”，如果其任意一个操作数是数字的话，Lua会将这个数字转换成一个字符串：

print("Hello" .. "world") -->Hello World
print(0 .. 1) -->01

每当Lua评估一个构造式时，都会先创建一个新table，然后初始化它。这样，就能用table写出以下的链表代码：

list = nil
for line in io.lines() do
list = {next = list , value = line}
end

这段代码从标准输入中读取每行的内容，然后将每行按相反的次序存储到一个链表中。链表的每个结点都是一个table，table中含有两个字段：value（每行的内容）和next（指向下一个结点的引用）。但在真实的Lua程序中很少会用到链表。

第四章 语句

在多重赋值中，Lua先对等号右边的所有元素求值，然后才执行赋值。这样便可以用一句多重赋值来交互两个变量。如下所示：

x,y = y,x  -- 交换x与y

在Lua中，有一种习惯写法是：

local foo = foo

这句代码创建了一个局部变量foo，并将用全局变量foo的值初始化它。

Lua将0和空字符串也视为真。

因为那些位于return或break之后的语句将无法执行到，所以通常只能在上述几个位置使用这些语句。然而有时可能希望在一个块的中间插入一句return或break。例如，准备调试一个函数，但又不想执行该函数的内容。在这种情况中，可以使用一个显示的do块来包住一条return语句：

function foo()
  return --<<语法错误
  -- 在下一个块中return就是最后一条语句
  do return end--OK
  <其它语句>
end

第五章 函数

Lua会调整一个函数的返回值数量以适应不同的调用情况。若将函数调用作为一条单独语句时，Lua会丢弃函数的所有返回值。若将函数作为表达式的一部分来调用时，Lua只保留函数的第一个返回值。只有当一个函数调用是一系列表达式中的最后一个元素（或仅有一个元素）时，才能获得它的所有返回值。

第六章 深入函数

在Lua中，函数是一种“第一类值”，它们具有特定的词法域。

“第一类值”：表示在Lua中函数与其他传统类型的值（例如数字和字符串）具有相同的权利。函数可以存储到变量中（无论全局变量还是局部变量）或table中，可以作为实参传递给其它函数，还可以作为其它函数的返回值。

“词法域”：指一个函数可以嵌套在另一个函数中，内部的函数可以访问外部函数中的变量。

第七章 迭代器与泛型for

所谓“迭代器”就是一种可以遍历一种集合中所有元素的机制。在Lua中，通常将迭代器表示为函数。每调用一次函数，即返回集合中的“下一个”元素。

每个迭代器都需要在每次成功调用之间保持一些状态，这样才能知道它所在的位置及如何步入下一个位置。

泛型for在循环过程内部保存了迭代器函数。实际上它保存着3个值：一个迭代器函数、一个恒定状态（invariant state）和一个控制变量（control variable）。

泛型for的语法如下：

for  in  do
  
end

其中，是一个或多个变量名的列表，以逗号分隔；是一个或多个表达式的列表，同样以逗号分隔。通常表达式列表只有一个元素，即一句对迭代器工厂的调用。例如，以下代码：

for k,v in pairs(t) do print (k,v) end

其中变量列表是“k,v”，表达式列表只有一个元素pairs(t)。一般来说变量列表中也只有一个变量，例如下面这个循环：

for line in io.lines() do
  io.write(line,"\n")
end

变量列表的第一个元素称为”控制变量”。在循环过程中该值决不会为nil，因为当它为nil时循环就结束了。

for做的第一件事情是对in后面的表达式求值。这些表达式应该返回3个值供for保存：迭代器函数、恒定状态和控制变量的初值。这里有点类似于多重赋值，即只有最后一个表达式才会产生多个结果，并且只会保留前3个值，多余的值会被丢弃；而不足的话，将以nil补足。

在初始化步骤之后，for会恒定状态和控制变量来调用迭代器函数。然后for 将迭代器函数的返回值赋予变量列表中的变量。如果第一个返回值为nil，那么循环终止。否则，for执行它的循环体，随后再次调用迭代器函数，并重复这个过程。

更 明确地说，以下语句：

for var_1,...,var_n in  do  end

等价于以下代码：

do
  local _f,_s,_var = 
  while true do
    local var_1, ..., var_n = _f(_s, _var)
    _var = var_1
    if _var == nil then break end
    
  end
end

因此，假设迭代器函数为f，恒定状态为s，控制变量的初值为a0。那么在循环过程中控制变量的值依次为a1 = f(s,a0)、a2 = f(s,a1)，依此类推，直至ai为nil结束循环。如果for还有其他变量，那么它们也会在每次调用f后获得额外的值。

第八章 编译、执行与错误

尽管将Lua称为是一种解释型的语言，但Lua确实允许在运行源代码前，先将源代码预编译为一种中间形式。听上去“编译”似乎不应该在一种解释型语言的范畴之列。其实，区别解释型语言的主要特征并不在于是否能编译它们，而是在于编译器是否是语言运行是库的一部分，即是否有能力（并且轻易地）执行动态生成的代码。可以说正是因为存在了诸如dofile这样的函数，才可以将Lua称为是一种解释型的语言。

当一个函数遭遇了一种未预期的状况（即“异常”），它可以采取两种基本的行为：返回错误代码（通常是nil）或引发一个错误（调用error）。在这两种选择之间并没有固定的法则，但通常的指导原则是：易于避免的异常应引发一个错误，否则应返回错误代码。

第九章 协同程序

协同程序与线程差不多，也就是一条执行序列，拥有自己独立的栈、局部变量和指令指针，同时又与其他协同程序共享全局变量和其他大部分东西。从概念上讲线程与协同程序的主要区别在于，一个具有多个线程的程序可以同时运行几个线程，而协同程序却需要彼此协作地运行。就是说，一个具有多个协同程序的程序在任意时刻只能运行一个协同程序，并且正在运行的协同程序只会在其显式地要求挂起时，它的执行才会暂停。

一个协同程序可以处于4种不同的状态：挂起、运行、死亡和正常。当创建一个协同程序时，它处于挂起状态。