Lua更多语法与使用

目的

在前一篇文章： 《Lua入门使用与基础语法》 中介绍了一些基础的内容。这里将继续介绍Lua一些更多的内容。

同样的本文参考自官方手册：
https://www.lua.org/manual/

错误处理

下面代码可以直接测试相关内容：

-- 使用 assert (v [, message]) 可以检查条件v，如果失败则抛出错误信息message

--[[
使用 error (message [, level]) 抛出错误信息message
level为1时（默认值）会在message头部添加调用error函数的位置信息；
level为2时会添加调用error的函数被调用的位置信息；
level为0时不添加额外信息。
]]

-- 使用 pcall() (f [, arg1, ···]) 执行函数并捕获可能的错误。执行无错误返回true，否则返回false和错误对象。

function func1(arg)
  error(arg) -- 抛出错误
end

ret, msg = pcall(func1, "hello naisu!")
print("pcall: ", ret, msg)

-- xpcall (f, msgh [, arg1, ···]) 和pcall类似，第二个参数为错误处理函数

function func2()
  print(debug.traceback())
end

ret, msg = xpcall(func1, func2, "hello naisu!")
print("xpcall: ", ret, msg)

元表和元方法

Lua中可以给值（变量）添加一个原表，元表中可以是各种元方法。元方法用于改变该对象的默认行为，比如该对象运算时的行为，格式化输出时的行为等。

使用 setmetatable (table, metatable) 方法向 table 添加一个 metatable ， metatable 填 nil 时用于移除元表；使用 getmetatable (object) 返回对象的原表。

常见的运算相关元方法如下：

元方法	运算	元方法	运算	元方法	运算	元方法	运算
__add	+	__sub	-	__mul	*	__div	/
__mod	%	__pow	^	__unm	-	__idiv	//
__band	&	__bor	|	__bxor	~(异或)	__bnot	~(非)
__shl	<<	__shr	>>	__concat	…	__len	#
__eq	==	__lt	<	__le	<=

除了上面一些基础的运算相关的元方法，Lua中还有更多元方法，下面是个基本的测试：

--[[ 下面是__index ]]
print("__index:")

t1 = setmetatable({ a=22 },{ __index = function() return 33 end})

print(t1.a)
print(t1.b) -- 访问不存在的元素

t2 = setmetatable({ a=22 },{ __index = { b=33 }})

print(t2.a)
print(t2.b) -- 访问不存在的元素
print(t2.c) -- 访问不存在的元素


--[[ 下面是__newindex ]]
print("__newindex:")

t3 = setmetatable({ a=22 },{ __newindex = function (table, key, value) print(#table, key, value) end})

print(t3.a)
t3.b = 33   -- 设置不存在的元素时会调用__newindex
print(t3.b) -- __newindex是函数时，值并不会设置到table中

t4 = setmetatable({ a=22 },{ __newindex = function (table, key, value) rawset(table, key, value * 2) end})

print(t4.a)
t4.b = 33   -- 设置不存在的元素时会调用__newindex
print(t4.b) -- rawset方法将新元素添加到table中

t5 = {}
t6 = setmetatable({ a=22 },{ __newindex = t5})
t6.b = 33
print(t6.b) -- __newindex是表时，设置不存在的元素，值并不会设置到table中
print(t5.b) -- __newindex是表时，设置不存在的元素，值会设置到元表中


--[[ 下面是__call ]]
print("__call:")

t7 = setmetatable({ a=22 },{ __call = function (table, value) print(table.a, value) end})

t7(33) -- __call方法会在把表当函数用的时候被调用


--[[ 下面是__close ]]
print("__close:")

t8 = setmetatable({ a=22 },{ __close = function (table) print(table.a)  end})

do
  local var<close> = t8
end
-- close属性的变量会在退出其作用域时调用__close方法

--[[ 下面是__tostring ]]
print("__tostring:")

t9 = setmetatable({ a=22 },{ __tostring = function (table) return "value: "..table.a end})

print(tostring(t9)) -- __tostring方法会在使用tostring函数时被调用

垃圾回收

Lua是带垃圾回收功能的，通常不用手动去控制它，如果有特殊需求的话可以使用 collectgarbage ([opt [, arg]]) 方法来手动控制垃圾收集器。比如使用 collectgarbage("collect") 进行一次完整的垃圾回收、使用 collectgarbage("count") 获得Lua占用的内存数据（单位为1024字节）。

另外如果一个表被其他表引用的话，该表不会被回收，可以用过弱表来处理该情况：

t1 = {}

setmetatable(t1, {__mode = "k"}) -- 设置表的key为弱类型

k1 = {}
t1[k1] = 22
k2 = {}
t1[k2] = 33
k1 = nil    -- 将k1删除，k1引用的那个表只存在于t1，但t1是key弱引用，所以这个表将被GC

collectgarbage() -- 强制执行一次GC
for k, v in pairs(t1) do print(v) end

协程

Lua中的协程和大多数语言中的协程差不多，提供了一些协程创建、启动、挂起等方法，协程需要主动交出控制权。

• coroutine.create (f)
  传入函数创建协程返回协程句柄；
• coroutine.resume (co [, val1, ···])
  运行协程，传入协程句柄和参数；成功时返回true和返回值；失败时返回false和错误信息；
• coroutine.yield (···)
  协程主动暂停，输入的参数是传递给resume的返回值；
• coroutine.close (co)
  关闭协程
• coroutine.wrap (f)
  传入函数创建协程返回函数，调用该函数相当于调用resume；
• coroutine.isyieldable ([co])
• coroutine.running ()
  返回正在运行的协程加上一个布尔值，当正在运行的协程是主协程时为true。
• coroutine.status (co)

下面代码是个简单的测试：

function func()
  print("协同程序 func 开始执行")
  local value = coroutine.yield("暂停 func 的执行")
  print("协同程序 func 恢复执行，传入的值为: " .. tostring(value))
  print("协同程序 func 结束执行")
end

-- 创建协同程序
local co = coroutine.create(func)

-- 启动协同程序
local status, result = coroutine.resume(co)
print(result) -- 输出: 暂停 func 的执行

-- 恢复协同程序的执行，并传入一个值
status, result = coroutine.resume(co, 233)
print(result) -- 输出: 协同程序 func 恢复执行，传入的值为: 233

模块

当需要多个文件组合实现功能时就涉及到模块的概念的，简单理解就是一个文件引用其他文件：

面向对象

Lua也支持面向对象的方式，本质其实就是table中同时放变量和函数等。稍稍比table使用多一点的内容是可以使用 : 来定义个使用table中的函数，这样这个函数内部默认会有一个指向自身的 self 对象。

下面代码可以直接测试相关内容：

Class = {}

function Class:new(name) -- 注意这里内部的操作，这个方法相当于构造函数
  obj = {}
  setmetatable(obj,self)
  self.__index = self
  self.name = name
  return obj
end

function Class:printName()
  print(self.name);
end

obj1 = Class:new("naisu") -- 新建一个对象

print(obj1.name) -- 使用 . 访问属性
obj1:printName() -- 使用 : 调用方法

obj2 = Class:new("nx233") 
obj2:printName()

总结

上面的一些Lua的语法功能使得Lua更加灵活和完善，不单单作为脚本，进行大型项目开发也可一用。