1 Lua语言入门

1.1 程序段

遵照惯例，写一个输出 Hello World 的程序

  print("Hello World")

将包含以上程序代码的文件保存成 .lua 为后缀的文本文件即可，此处我们保存成 hello.lua，在命令行中，进入相应的文件夹后执行以下命令：

% lua hello.lua

得到的结果为：

Hello World

除此之外，我们也可以在交互式模式（ interactive mode ）下运行独立解释器。当不带参数调用 lua 时，我们可以看到以下输出：

% lua
Lua 5.1.5 Copyright (C) 1994-2012 Lua.org, PUC-Rio
> 

每输入一条命令都会在按下回车后立即执行，如果不是一个完整的语句则会多一个箭头：

> a =
>> 6
> = a
6

我们通过输入EOF控制符（Windows 环境下使用 Ctrl + Z）或者调用操作系统库的 exit 函数os.exit()退出交互模式。

从 5.3 版本开始，可以直接在交互模式下输入表达式，Lua 会输出表达式的值，但之前的老版本中需要在开头输入一个=，为了向下兼容，Lua 5.3 也支持这种写法。

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附 1：Lua 命令行参数

lua [options] [script [args]]

options	功能	示例
-i	执行完script之后进入交互模式	lua -i test.lua
-e	直接在命令行中传入代码	lua -e "print("Hello World")"
-l	加载一个文件	lua -l test

注意在-l为参数的时候文件名不需要加.lua 否则将会报错

Lua Scripts>lua -l test.lua
lua: module 'test.lua' not found:
        no field package.preload['test.lua']
        no file '.\test\lua.lua'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\lua\test\lua.lua'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\lua\test\lua\init.lua'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\test\lua.lua'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\test\lua\init.lua'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\lua\test\lua.luac'
        no file '.\test\lua.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\test\lua.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\loadall.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\clibs\test\lua.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\clibs\loadall.dll'
        no file '.\test\lua51.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\test\lua51.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\clibs\test\lua51.dll'
        no file '.\test.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\test.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\loadall.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\clibs\test.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\clibs\loadall.dll'
        no file '.\test51.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\test51.dll'
        no file 'C:\Program Files (x86)\Lua\5.1\clibs\test51.dll'
stack traceback:
        [C]: ?
        [C]: ?

Lua Scripts>

另一种加载文件的方法就是使用dofile()，在交互模式下输入命令：

> dofile("test.lua")
Hello World
>

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1.2 词法规范

Lua 语言中的标识符是由字母、数字和下划线组成的字符串（不能以数字开头），下划线加大写字母（例如：__VERSION）组成的标识符通常被Lua语言用作特殊用途，应尽量避免使用。

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附 2：Lua 保留字

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

Lua 语言对大小写敏感，所以标识符使用AND并不会与and发生冲突。

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Lua 中的单行注释用--，多行注释用--[[和--]]包裹住，例如：

--[[
  print("Hello World")
--]]

这段代码并不会被执行，因为被注释掉了，如果想要重新启用可以再增加一个-

---[[
  print("Hello World")
--]]

一般情况下不需要使用分号来分隔语句，但是为了易读，可以在一行中出现多个语句时使用分号进行分隔。

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1.3 全局变量

在 Lua 语言中，全局变量不需要声明就可以使用，使用未经初始化的全局变量也不会导致错误。当使用未初始化的全局变量时会得到nil：

> = type(a)
nil
>

把nil赋给全局变量时，Lua就会回收该全局变量。

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1.4 类型和值

Lua 语言是一种给动态类型语言，在这种语言中没有类型定义，每个值都带有其自身的类型信息。
Lua 语言有8中基本类型：nil空、boolean布尔、number数值、string字符串、userdata用户数据、function函数、thread线程和table表
使用函数type()就可以获取一个值对应的类型名称。
注意：Type()函数的返回值类型是string 所以作比较时要使用 type(1) == "number"
userdata 类型允许把任意的C语言数据保存在 Lua 语言变量中。在 Lua 语言中，用户数据类型除了赋值和相等性测试外，没有其他预定义操作。用户数据被用来表示由应用或C语言编写的库所创建的新类型。

1.4.1 nil

nil 是一种只有一个 nil 值的类型，它的主要作用就是与其他值有所区分。Lua 语言用nil来表示无效值的情况。

Boolean

Boolean 类型有两个值，true和false，它们分别代表了真和假。在 Lua 中只有false和nil被视为假，其他都视为真，包括0和空字符串。

> if nil or false then
>> print("true")
>> else
>> print("false")
>> end
false
>

Lua 支持常见的逻辑运算符and、or和not。and和or遵循短路原则。

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练习

• 练习 1.1：运行阶乘的示例并观察，如果输入负数，程序会出现什么问题？试着修改代码来解决问题。

如果输入负数就会发生栈溢出，所以应该对输入的数据加以限制，我写的代码如下：

function fact(x)
    if(type(x) == "number") then  --首先要保证它是一个数字
        if x % 1 < 1e-6 then    --对1取余判0，保证它是一个整数
            if x == 0 or x == 1 then
                return 1
            elseif x < 0 then  --保证它是非负数
                print("expected a nonnegative number")
            else
                return x * fact(x-1)
            end
        else
            print("not a integer")
        end
    else
        print("not a number")
    end
end

print("Please enter a number")

a = io.read("*n")  --虽然这里已经限制了读取数字，但是还是会接收到键盘输入的字符

print(fact(a))

• 练习 1.2：分别使用-l参数和dofile运行twice示例，并感受你喜欢哪种方式。

参考附1的内容

• 练习 1.3：你是否能举出其它使用--作为注释的语言？

sql

• 练习 1.4：以下字符串中哪些是有效的标识符？
  ___ _end End end until? nil NULL one-step

有效：___ _end End NULL
无效：end until? nil one-step
首先保留字end和nil是肯定不能做标识符的，until?中?不能出现在标识符中，one-step中的-会被识别为减号所以不能出现在标识符中，应改用下划线。

• 练习 1.5：表达式type(nil) == nil的值是什么？你可以直接在 Lua 中运行来得到答案，但是你能够解释原因吗？

> = type(nil) == nil
false
>

出现这种情况的原因是，type()函数的返回值是string类型，无法直接与nil类型做比较：

> = type(type(nil))
string
>

想要解决这个问题需要将nil改为"nil"

> = type(nil) == "nil"
true
>

• 练习 1.6：除了使用函数type外，如何检查一个值是否为Boolean类型？

可以使用==来判断一个值是否为 Boolean 类型

-- isBoolean.lua

function isBoolean(x)
    if x == true or x == false then
        return true
    else
        return false
    end
end

测试数据和结果：

> = isBoolean(true)
true
> = isBoolean(false)
true
> = isBoolean(5)
false
> = isBoolean("true")
false
>

• 练习 1.7：考虑如下的表达式：
  (x and y and (not z)) or ((not y) and x)
  其中的括号是否是必须的？你是否推荐在这个表达式中使用括号？

运算符优先级按从高到低的顺序为：
^
not -（负数）
* /
+ -
..
< > <= >= ~= ==
and
or
由此可知not的优先级比and和or要高，从语法的角度说不需要加括号，但是加上括号便于阅读，所以我推荐使用括号。

• 练习 1.8：请编写一个可以打印出脚本自身名称的程序（事先并不知道脚本自身的名称）

脚本的名称存储在arg[0]中

-- test.lua

  print(arg[0])

必须要有对应的文件才会有返回结果，不然就会报错。