第一个 Lua 程序

交互式编程

Lua 提供了交互式编程模式。我们可以在命令行中输入程序并立即查看效果。

Lua 交互式编程模式可以通过命令 lua -i 或 lua 来启用:

$ lua -i 
$ Lua 5.3.0  Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio
>



脚本式编程

我们可以将 Lua 程序代码保存到一个以 lua 结尾的文件,并执行,该模式称为脚本式编程,如我们将如下代码存储在名为 hello.lua 的脚本文件中:

print("Hello World!")
print("www.w3cschool.cc")



注释

单行注释

两个减号是单行注释:

--



多行注释

--[[
 多行注释
 多行注释
 --]]



标示符

Lua 表示符用于定义一个变量,函数获取其他用户定义的项。标示符以一个字母 A 到 Z 或 a 到 z 或下划线 _ 开头后加上0个或多个字母,下划线,数字(0到9)。

最好不要使用下划线加大写字母的标示符,因为Lua的保留字也是这样的。

Lua 不允许使用特殊字符如 @, $, 和 % 来定义标示符。 Lua 是一个区分大小写的编程语言。因此在 Lua 中 W3c 与 w3c 是两个不同的标示符。以下列出了一些正确的标示符:


mohd         zara      abc     move_name    a_123
myname50     _temp     j       a23b9        retVal



关键词


以下列出了 Lua 的保留关键字。保留关键字不能作为常量或变量或其他用户自定义标示符:


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


一般约定,以下划线开头连接一串大写字母的名字(比如 _VERSION)被保留用于 Lua 内部全局变量。



全局变量

在默认情况下,变量总是认为是全局的。

全局变量不需要声明,给一个变量赋值后即创建了这个全局变量,访问一个没有初始化的全局变量也不会出错,只不过得到的结果是:nil。


> print(b)
nil
> b=10
> print(b)
10
>


如果你想删除一个全局变量,只需要将变量赋值为nil。



Lua 数据类型

Lua是动态类型语言,变量不要类型定义,只需要为变量赋值。 值可以存储在变量中,作为参数传递或结果返回。

Lua中有8个基本类型分别为:nil、boolean、number、string、userdata、function、thread和table。

nil                         

这个最简单,只有值nil属于该类,表示一个无效值(在条件表达式中相当于false)。

boolean

包含两个值:false和true。

number

表示双精度类型的实浮点数

string

字符串由一对双引号或单引号来表示

function

由 C 或 Lua 编写的函数

userdata

表示任意存储在变量中的C数据结构

thread

表示执行的独立线路,用于执行协同程序

table

Lua 中的表(table)其实是一个"关联数组"(associative arrays),数组的索引可以是数字或者是字符串。在 Lua 里,table 的创建是通过"构造表达式"来完成,最简单构造表达式是{},用来创建一个空表。

我们可以使用type函数测试给定变量或者值的类型:


print(type("Hello world"))      --> string
print(type(10.4*3))             --> number
print(type(print))              --> function
print(type(type))               --> function
print(type(true))               --> boolean
print(type(nil))                --> nil
print(type(type(X)))            --> string



function(函数)


在 Lua 中,函数是被看作是"第一类值(First-Class Value)",函数可以存在变量里:


-- function_test.lua 脚本文件
function factorial1(n)
    if n == 0 then
        return 1
    else
        return n * factorial1(n - 1)
    end
end
print(factorial1(5))
factorial2 = factorial1
print(factorial2(5))


脚本执行结果为:

$ lua function_test.lua 
120
120


function 可以以匿名函数(anonymous function)的方式通过参数传递:


-- function_test2.lua 脚本文件
function anonymous(tab, fun)
    for k, v in pairs(tab) do
        print(fun(k, v))
    end
end
tab = { key1 = "val1", key2 = "val2" }
anonymous(tab, function(key, val)
    return key .. " = " .. val
end)


脚本执行结果为:


$ lua function_test2.lua 
key1 = val1
key2 = val2


thread(线程)

在 Lua 里,最主要的线程是协同程序(coroutine)。它跟线程(thread)差不多,拥有自己独立的栈、局部变量和指令指针,可以跟其他协同程序共享全局变量和其他大部分东西。

线程跟协程的区别:线程可以同时多个运行,而协程任意时刻只能运行一个,并且处于运行状态的协程只有被挂起(suspend)时才会暂停。



userdata(自定义类型)

userdata 是一种用户自定义数据,用于表示一种由应用程序或 C/C++ 语言库所创建的类型,可以将任意 C/C++ 的任意数据类型的数据(通常是 struct 和 指针)存储到 Lua 变量中调用。



Lua 变量

变量在使用前,必须在代码中进行声明,即创建该变量。

编译程序执行代码之前编译器需要知道如何给语句变量开辟存储区,用于存储变量的值。

Lua 变量有三种类型:全局变量、局部变量、表中的域。

Lua 中的变量全是全局变量,那怕是语句块或是函数里,除非用 local 显示声明为局部变量。

局部变量的作用域为从声明位置开始到所在语句块结束。

变量的默认值均为 nil。

-- test.lua 文件脚本
a = 5               -- 全局变量
local b = 5         -- 局部变量

function joke()
    c = 5           -- 全局变量
    local d = 6     -- 局部变量
end

joke()
print(c,d)          --> 5 nil

do 
    local a = 6     -- 局部变量
    b = 6           -- 全局变量
    print(a,b);     --> 6 6
end

print(a,b)      --> 5 6



赋值语句

赋值是改变一个变量的值和改变表域的最基本的方法。


Lua可以对多个变量同时赋值,变量列表和值列表的各个元素用逗号分开,赋值语句右边的值会依次赋给左边的变量。


遇到赋值语句Lua会先计算右边所有的值然后再执行赋值操作,所以我们可以这样进行交换变量的值:

x, y = y, x                     -- swap 'x' for 'y'
a[i], a[j] = a[j], a[i]         -- swap 'a[i]' for 'a[j]'


当变量个数和值的个数不一致时,Lua会一直以变量个数为基础采取以下策略:


a. 变量个数 > 值的个数             按变量个数补足nil
b. 变量个数 < 值的个数             多余的值会被忽略


例如:


a, b, c = 0, 1
print(a,b,c)             --> 0   1   nil
 
a, b = a+1, b+1, b+2     -- value of b+2 is ignored
print(a,b)               --> 1   2
 
a, b, c = 0
print(a,b,c)             --> 0   nil   nil



索引

对 table 的索引使用方括号 []。Lua 也提供了 . 操作。

t[i]
t.i                 -- 当索引为字符串类型时的一种简化写法
gettable_event(t,i) -- 采用索引访问本质上是一个类似这样的函数调用


例如:

> site = {}
> site["key"] = "www.w3cschool.cc"
> print(site["key"])
www.w3cschool.cc
> print(site.key)
www.w3cschool.cc



Lua 循环

很多情况下我们需要做一些有规律性的重复操作,因此在程序中就需要重复执行某些语句。

一组被重复执行的语句称之为循环体,能否继续重复,决定循环的终止条件。

循环结构是在一定条件下反复执行某段程序的流程结构,被反复执行的程序被称为循环体。

循环语句是由循环体及循环的终止条件两部分组成的。


Lua while 循环

while(condition)
do
   statements
end



实例

以下实例循环输出 a 的值:

a=10
while( a < 20 )
do
   print("a 的值为:", a)
   a = a+1
end



Lua for 循环

数值for循环


for var=exp1,exp2,exp3 do  
    <执行体>  
end


var从exp1变化到exp2,每次变化以exp3为步长递增var,并执行一次"执行体"。exp3是可选的,如果不指定,默认为1。



实例

for i=1,f(x) do
    print(i)
end
 
for i=10,1,-1 do
    print(i)
end


for的三个表达式在循环开始前一次性求值,以后不再进行求值。比如上面的f(x)只会在循环开始前执行一次,其结果用在后面的循环中。



泛型for循环

泛型for循环通过一个迭代器函数来遍历所有值,类似java中的foreach语句。

Lua 编程语言中泛型for循环语法格式:

--打印数组a的所有值  
for i,v in ipairs(a) 
	do print(v) 
end


i是数组索引值,v是对应索引的数组元素值。ipairs是Lua提供的一个迭代器函数,用来迭代数组。


实例

循环数组 days:

#!/usr/local/bin/lua  
days = {"Suanday","Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday","Saturday"}  
for i,v in ipairs(days) do  print(v) end



Lua repeat...until 循环

语法

Lua 编程语言中 repeat...until 循环语法格式:

repeat
   statements
while( condition )



Lua 循环嵌套


语法

Lua 编程语言中 for


for init,max/min value, increment
do
   for init,max/min value, increment
   do
      statements
   end
   statements
end



Lua 编程语言中 

while  循环嵌套语法格式:



while(condition)
do
   while(condition)
   do
      statements
   end
   statements
end



Lua 编程语言中 

repeat...until  循环嵌套语法格式:


repeat
   statements
   repeat
      statements
   until( condition )
until( condition )



实例

以下实例使用了for循环嵌套:

j =2
for i=2,10 do
   for j=2,(i/j) , 2 do
      if(not(i%j)) 
      then
         break 
      end
      if(j > (i/j))then
         print("i 的值为:",i)
      end
   end
end



循环控制语句

循环控制语句用于控制程序的流程, 以实现程序的各种结构方式。

Lua 支持以下循环控制语句:

控制语句

描述

break 语句

退出当前循环或语句,并开始脚本执行紧接着的语句。


无限循环

在循环体中如果条件永远为 true 循环语句就会永远执行下去,以下以 while 循环为例:

while( true )
do
   print("循环将永远执行下去")
end

Lua 流程控制

Lua 编程语言流程控制语句通过程序设定一个或多个条件语句来设定。在条件为 true 时执行指定程序代码,在条件为 false 时执行其他指定代码。


控制结构的条件表达式结果可以是任何值,Lua认为false和nil为假,true和非nil为真。

要注意的是Lua中 0 为 true:

--[ 0 为 true ]
if(0)
then
    print("0 为 true")
end

以上代码输出结果为:

0 为 true

Lua 提供了以下控制结构语句:

语句

描述

if 语句

if 语句 由一个布尔表达式作为条件判断,其后紧跟其他语句组成。

if...else 语句

if 语句 可以与 else 语句搭配使用, 在 if 条件表达式为 false 时执行 else 语句代码。

if 嵌套语句

你可以在if 或 else if中使用一个或多个 if 或 else if 语句 。


Lua if 语句语法格式如下:

if(布尔表达式)
then
   --[ 在布尔表达式为 true 时执行的语句 --]
end

实例

以下实例用于判断变量 a 的值是否小于 20:

--[ 定义变量 --]
a = 10;

--[ 使用 if 语句 --]
if( a < 20 )
then
   --[ if 条件为 true 时打印以下信息 --]
   print("a 小于 20" );
end
print("a 的值为:", a);

if...else 语句

Lua if 语句可以与 else 语句搭配使用, 在 if 条件表达式为 false 时执行 else 语句代码块。

Lua if...else 语句语法格式如下:

if(布尔表达式)
then
   --[ 布尔表达式为 true 时执行该语句块 --]
else
   --[ 布尔表达式为 false 时执行该语句块 --]
end

if...elseif...else 语句

Lua if 语句可以与 elseif...else 语句搭配使用, 在 if 条件表达式为 false 时执行 elseif...else 语句代码块,用于检测多个条件语句。

Lua if...elseif...else 语句语法格式如下:

if( 布尔表达式 1)
then
   --[ 在布尔表达式 1 为 true 时执行该语句块 --]

elseif( 布尔表达式 2)
then
   --[ 在布尔表达式 2 为 true 时执行该语句块 --]

elseif( 布尔表达式 3)
then
   --[ 在布尔表达式 3 为 true 时执行该语句块 --]
else 
   --[ 如果以上布尔表达式都不为 true 则执行该语句块 --]
end

Lua if 嵌套语句语法格式如下:

if( 布尔表达式 1)
then
   --[ 布尔表达式 1 为 true 时执行该语句块 --]
   if(布尔表达式 2)
   then
      --[ 布尔表达式 2 为 true 时执行该语句块 --]
   end
end