Lua基础教程

        原文地址：http://coolshell.cn/articles/10739.html

        这几天系统地学习了一下Lua这个脚本语言，Lua脚本是一个很轻量级的脚本，也是号称性能最高的脚本，用在很多需要性能的地方，比如：游戏脚本，nginx，wireshark的脚本，当你把他的源码下下来编译后，你会发现解释器居然不到200k，这是多么地变态啊（/bin/sh都要1M，MacOS平台），而且能和C语言非常好的互动。我很好奇得浏览了一下Lua解释器的源码，这可能是我看过最干净的C的源码了。

        我不想写一篇大而全的语言手册，一方面是因为已经有了（见本文后面的链接），重要的原因是，因为大篇幅的文章会挫败人的学习热情，我始终觉得好的文章读起来就像拉大便一样，能一口气很流畅地搞完，才会让人爽（这也是我为什么不想写书的原因）。所以，这必然又是一篇“入厕文章”，还是那句话，我希望本文能够让大家利用上下班，上厕所大便的时间学习一个技术。呵呵。

        相信你现在已经在厕所里脱掉裤子露出屁股已经准备好大便了，那就让我们畅快地排泄吧……

运行

        首先，我们需要知道，Lua是类C的，所以，他是大小写字符敏感的。

        下面是Lua的Hello World。注意：Lua脚本的语句的分号是可选的，这个和GO语言很类似。

print("Hello World")

        你可以像python一样，在命令行上运行lua命令后进入lua的shell中执行语句。

chenhao-air:lua chenhao$ luaLua 5.2.2  Copyright (C) 1994-2013 Lua.org, PUC-Rio> print("Hello, World")Hello, World>

        也可以把脚本存成一个文件，用如下命令行来运行。

>lua  file.lua

        或是像shell一样运行：

chenhao-air:lua chenhao$ cat hello.lua#!/usr/local/bin/luaprint("Hello, World")chenhao-air:lua chenhao$ chmod +x hello.luachenhao-air:test chenhao$ ./hello.luaHello, World

语法

注释

-- 两个减号是行注释--[[ 这是块注释 这是块注释 --]]

变量

        Lua的数字只有double型，64bits，你不必担心Lua处理浮点数会慢（除非大于100,000,000,000,000），或是会有精度问题。

        你可以以如下的方式表示数字，0x开头的16进制和C是很像的。

num = 1024num = 3.0num = 3.1416num = 314.16e-2num = 0.31416E1num = 0xffnum = 0x56

        字符串你可以用单引号，也可以用双引号，还支持C类型的转义，比如： ‘\a’ （响铃）， ‘\b’ （退格）， ‘\f’ （表单）， ‘\n’ （换行）， ‘\r’ （回车）， ‘\t’ （横向制表）， ‘\v’ （纵向制表）， ‘\\’ （反斜杠）， ‘\”‘ （双引号）， 以及 ‘\” （单引号)

        下面的四种方式定义了完全相同的字符串（其中的两个中括号可以用于定义有换行的字符串）

a = 'alo\n123"'a = "alo\n123\""a = '\97lo\10\04923"'a = [[alo123"]]

        C语言中的NULL在Lua中是nil，比如你访问一个没有声明过的变量，就是nil，比如下面的v的值就是nil

v = UndefinedVariable

        布尔类型只有nil和false是 false，数字0啊，‘’空字符串（’\0′）都是true！

        另外，需要注意的是：lua中的变量如果没有特殊说明，全是全局变量，那怕是语句块或是函数里。变量前加local关键字的是局部变量。

theGlobalVar = 50local theLocalVar = "local variable"

控制语句

不多说了，直接看代码吧（注意：Lua没有++或是+=这样的操作）

while循环

sum = 0num = 1while num <= 100 do    sum = sum + num    num = num + 1endprint("sum =",sum)

if-else分支

if age == 40 and sex =="Male" then    print("男人四十一枝花")elseif age > 60 and sex ~="Female" then    print("old man without country!")elseif age < 20 then    io.write("too young, too naive!\n")else    local age = io.read()    print("Your age is "..age)end

        上面的语句不但展示了if-else语句，也展示了

        1）“～=”是不等于，而不是!=

        2）io库的分别从stdin和stdout读写的read和write函数

        3）字符串的拼接操作符“..”

        另外，条件表达式中的与或非为分是：and, or, not关键字。

for 循环

        从1加到100

sum = 0for i = 1, 100 do    sum = sum + iend

        从1到100的奇数和

sum = 0for i = 1, 100, 2 do    sum = sum + iend

        从100到1的偶数和

sum = 0for i = 100, 1, -2 do    sum = sum + iend

until循环

sum = 2repeat   sum = sum ^ 2 --幂操作   print(sum)until sum >1000

函数

        Lua的函数和Javascript的很像

递归

function fib(n)  if n < 2 then return 1 end  return fib(n - 2) + fib(n - 1)end

闭包

        同样，Javascript附体！

示例一

function newCounter()    local i = 0    return function()     -- anonymous function       i = i + 1        return i    endend c1 = newCounter()print(c1())  --> 1print(c1())  --> 2

示例二

function myPower(x)    return function(y) return y^x endend power2 = myPower(2)power3 = myPower(3) print(power2(4)) --4的2次方print(power3(5)) --5的3次方

函数的返回值

        和Go语言一样，可以一条语句上赋多个值，如：

name, age, bGay = "haoel", 37, false, "[e-mail]"

        上面的代码中，因为只有3个变量，所以第四个值被丢弃。

        函数也可以返回多个值：

function getUserInfo(id)    print(id)    return "haoel", 37, "[e-mail]", "http://coolshell.cn"end name, age, email, website, bGay = getUserInfo()

        注意：上面的示例中，因为没有传id，所以函数中的id输出为nil，因为没有返回bGay，所以bGay也是nil。

局部函数

        函数前面加上local就是局部函数，其实，Lua中的函数和Javascript中的一个德行。

        比如：下面的两个函数是一样的：

function foo(x) return x^2 endfoo = function(x) return x^2 end

table

        所谓Table其实就是一个Key Value的数据结构，它很像Javascript中的Object，或是PHP中的数组，在别的语言里叫Dict或Map，Table长成这个样子：

haoel = {name="ChenHao", age=37, handsome=True}

        下面是table的CRUD操作：

haoel.website="http://coolshell.cn/"local age = haoel.agehaoel.handsome = falsehaoel.name=nil

        上面看上去像C/C++中的结构体，但是name,age, handsome, website都是key。你还可以像下面这样写义Table：

t = {[20]=100, ['name']="ChenHao", [3.14]="PI"}

        这样就更像Key Value了。于是你可以这样访问：t[20]，t["name"], t[3.14]。

        我们再来看看数组：

arr = {10,20,30,40,50}

        这样看上去就像数组了。但其实其等价于：

arr = {[1]=10, [2]=20, [3]=30, [4]=40, [5]=50}

        所以，你也可以定义成不同的类型的数组，比如：

arr = {"string", 100, "haoel", function() print("coolshell.cn") end}

        注：其中的函数可以这样调用：arr[4]()。

        我们可以看到Lua的下标不是从0开始的，是从1开始的。

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

        注：上面的程序中：#arr的意思就是arr的长度。

        注：前面说过，Lua中的变量，如果没有local关键字，全都是全局变量，Lua也是用Table来管理全局变量的，Lua把这些全局变量放在了一个叫“_G”的Table里。

        我们可以用如下的方式来访问一个全局变量（假设我们这个全局变量名叫globalVar）：

_G.globalVar_G["globalVar"]

        我们可以通过下面的方式来遍历一个Table。

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

MetaTable 和 MetaMethod

        MetaTable和MetaMethod是Lua中的重要的语法，MetaTable主要是用来做一些类似于C++重载操作符式的功能。

        比如，我们有两个分数：

fraction_a = {numerator=2, denominator=3}fraction_b = {numerator=4, denominator=7}

        我们想实现分数间的相加：2/3 + 4/7，我们如果要执行： fraction_a + fraction_b，会报错的。

        所以，我们可以动用MetaTable，如下所示：

fraction_op={}function fraction_op.__add(f1, f2)    ret = {}    ret.numerator = f1.numerator * f2.denominator + f2.numerator * f1.denominator    ret.denominator = f1.denominator * f2.denominator    return retend

        为之前定义的两个table设置MetaTable：（其中的setmetatble是库函数）

setmetatable(fraction_a, fraction_op)setmetatable(fraction_b, fraction_op)

        于是你就可以这样干了：（调用的是fraction_op.__add()函数）

fraction_s = fraction_a + fraction_b

        至于__add这是MetaMethod，这是Lua内建约定的，其它的还有如下的MetaMethod：

__add(a, b)                     对应表达式 a + b__sub(a, b)                     对应表达式 a - b__mul(a, b)                     对应表达式 a * b__div(a, b)                     对应表达式 a / b__mod(a, b)                     对应表达式 a % b__pow(a, b)                     对应表达式 a ^ b__unm(a)                        对应表达式 -a__concat(a, b)                  对应表达式 a .. b__len(a)                        对应表达式 #a__eq(a, b)                      对应表达式 a == b__lt(a, b)                      对应表达式 a < b__le(a, b)                      对应表达式 a <= b__index(a, b)                   对应表达式 a.b__newindex(a, b, c)             对应表达式 a.b = c__call(a, ...)                  对应表达式 a(...)

“面向对象”

        上面我们看到有__index这个重载，这个东西主要是重载了find key的操作。这操作可以让Lua变得有点面向对象的感觉，让其有点像Javascript的prototype。（关于Javascrip的面向对象，你可以参看我之前写的Javascript的面向对象）

        所谓__index，说得明确一点，如果我们有两个对象a和b，我们想让b作为a的prototype只需要：

setmetatable(a, {__index = b})

        例如下面的示例：你可以用一个Window_Prototype的模板加上__index的MetaMethod来创建另一个实例：

Window_Prototype = {x=0, y=0, width=100, height=100}MyWin = {title="Hello"}setmetatable(MyWin, {__index = Window_Prototype})

        于是：MyWin中就可以访问x, y, width, height的东东了。（注：当表要索引一个值时如table[key], Lua会首先在table本身中查找key的值, 如果没有并且这个table存在一个带有__index属性的Metatable, 则Lua会按照__index所定义的函数逻辑查找）

        有了以上的基础，我们可以来说说所谓的Lua的面向对象。

Person={} function Person:new(p)    local obj = p    if (obj == nil) then        obj = {name="ChenHao", age=37, handsome=true}    end    self.__index = self    return setmetatable(obj, self)end function Person:toString()    return self.name .." : ".. self.age .." : ".. (self.handsome and "handsome" or "ugly")end

        上面我们可以看到有一个new方法和一个toString的方法。其中：

        1）self 就是 Person，Person:new(p)，相当于Person.new(self, p)

        2）new方法的self.__index = self 的意图是怕self被扩展后改写，所以，让其保持原样

        3）setmetatable这个函数返回的是第一个参数的值。

        于是：我们可以这样调用：

me = Person:new()print(me:toString()) kf = Person:new{name="King's fucking", age=70, handsome=false}print(kf:toString())

        继承如下，我就不多说了，Lua和Javascript很相似，都是在Prototype的实例上改过来改过去的。

Student = Person:new() function Student:new()    newObj = {year = 2013}    self.__index = self    return setmetatable(newObj, self)end function Student:toString()    return "Student : ".. self.year.." : " .. self.nameend

模块

        我们可以直接使用require(“model_name”)来载入别的lua文件，文件的后缀是.lua。载入的时候就直接执行那个文件了。比如：

        我们有一个hello.lua的文件：

print("Hello, World!")

        如果我们：require(“hello”)，那么就直接输出Hello, World！了。

        注意：

        1）require函数，载入同样的lua文件时，只有第一次的时候会去执行，后面的相同的都不执行了。

        2）如果你要让每一次文件都会执行的话，你可以使用dofile(“hello”)函数

        3）如果你要玩载入后不执行，等你需要的时候执行时，你可以使用 loadfile()函数，如下所示：

local hello = loadfile("hello")... ...... ...hello()

        loadfile(“hello”)后，文件并不执行，我们把文件赋给一个变量hello，当hello()时，才真的执行。（我们多希望JavaScript也有这样的功能（参看《Javascript 装载和执行》））

        当然，更为标准的玩法如下所示。

        假设我们有一个文件叫mymod.lua，内容如下：

        文件名：mymod.lua

local HaosModel = {} local function getname()    return "Hao Chen"end function HaosModel.Greeting()    print("Hello, My name is "..getname())end return HaosModel

        于是我们可以这样使用：

local hao_model = require("mymod")hao_model.Greeting()

        其实，require干的事就如下：（所以你知道为什么我们的模块文件要写成那样了）

local hao_model = (function ()  --mymod.lua文件的内容--end)()

参考

        我估计你差不多到擦屁股的时间了，所以，如果你还比较喜欢Lua的话，下面是几个在线文章你可以继续学习之：

            lua在线手册：http://manual.luaer.cn/

            lua在线lua学习教程：http://book.luaer.cn/

            Lua参考手册的中文翻译（云风翻译版本）：http://www.codingnow.com/2000/download/lua_manual.html

            关于Lua的标库，你可以看看官方文档：string，table，math，io，os。