Lua简易入门教程

2010-07-25  nxhujiee
Lua脚本语法说明(修订)
Lua脚本语法说明(增加lua5.1部份特性)
Lua 的语法比较简单,学习起来也比较省力,但功能却并不弱。
所以,我只简单的归纳一下Lua的一些语法规则,使用起来方便好查就可以了。估计看完了,就懂得怎么写Lua程序了。
在Lua中,一切都是变量,除了关键字。
I.  首先是注释
写一个程序,总是少不了注释的。
在Lua中,你可以使用单行注释和多行注释。
单行注释中,连续两个减号"--"表示注释的开始,一直延续到行末为止。相当于C++语言中的"//"。
多行注释中,由"--[["表示注释开始,并且一直延续到"]]"为止。这种注释相当于C语言中的"/*...*/"。在注释当中,"[["和"]]"是可以嵌套的(在lua5.1中,中括号中间是可以加若干个"="号的,如 [==[ ... ]==]),见下面的字符串表示说明。

II.  Lua编程
典的"Hello world"的程序总是被用来开始介绍一种语言。在Lua中,写一个这样的程序很简单:
print("Hello world")
在Lua中,语句之间可以用分号";"隔开,也可以用空白隔开。一般来说,如果多个语句写在同一行的话,建议总是用分号隔开。
Lua 有好几种程序控制语句,如:
控制语句        格式        示例
If        if 条件 then ... elseif 条件 then ... else ... end        if 1+1=2 then print("true")
elseif 1+2~=3 then print("true")
else print("false") end

While        while 条件 do ... end        while 1+1~=2 do print("true") end

Repeat        repeat ... until 条件        repeat print("Hello") until 1+1~=2

For        for 变量=初值, 终点值, 步进 do ... end        for i = 1, 10, 2 do print(i) end

For        for 变量1, 变量2, ... 变量n in 表或枚举函数 do ... end        for a,b in mylist do print(a, b) end


注意一下,for的循环变量总是只作用于for的局部变量;当省略步进值时,for循环会使用1作为步进值。
使用break可以用来中止一个循环。
相对C语言来说,Lua有几个地方是明显不同的,所以面要特别注意一下:

.语句块
语句块在C中是用"{"和"}"括起来的,在Lua中,它是用do 和 end 括起来的。比如:
do print("Hello") end
可以在 函数 中和 语句块 中定局部变量。

.赋值语句
赋值语句在Lua被强化了。它可以同时给多个变量赋值。
例如:
a,b,c,d=1,2,3,4
甚至是:
a,b=b,a  -- 多么方便的交换变量功能啊。
在默认情况下,变量总是认为是全局的。假如需要定义局部变量,则在第一次赋值的时候,需要用local说明。比如:
local a,b,c = 1,2,3  -- a,b,c都是局部变量

.数值运算
和C语言一样,支持 +, -, *, /。但Lua还多了一个"^"。这表示指数乘方运算。比如2^3 结果为8, 2^4结果为16。
连接两个字符串,可以用".."运处符。如:
"This a " .. "string." -- 等于 "this a string"

.比较运算
比较符号        <        >        <=        >=        ==        ~=
含义        小于        大于        小于或等于        大于或等于        相等        不相等

所有这些操作符总是返回true或false。
对于Table,Function和Userdata类型的数据,只有 == 和 ~=可以用。相等表示两个变量引用的是同一个数据。比如:
a={1,2}
b=a
print(a==b, a~=b)  --输出 true, false
a={1,2}
b={1,2}
print(a==b, a~=b)  --输出 false, true
.逻辑运算
and, or, not
其中,and 和 or 与C语言区别特别大。
在这里,请先记住,在Lua中,只有false和nil才计算为false,其它任何数据都计算为true,0也是true!
and 和 or的运算结果不是true和false,而是和它的两个操作数相关。
a and b:如果a为false,则返回a;否则返回b
a or b:如果 a 为true,则返回a;否则返回b

举几个例子:
print(4 and 5) --输出 5
print(nil and 13) --输出 nil
print(false and 13) --输出 false
print(4 or 5) --输出 4
print(false or 5) --输出 5


在Lua中这是很有用的特性,也是比较令人混洧的特性。
我们可以模拟C语言中的语句:x = a? b : c,在Lua中,可以写成:x = a and b or c。
最有用的语句是: x = x or v,它相当于:if not x then x = v end 。

运算符优先级,从低到高顺序如下:
     or
     and
     <     >     <=    >=    ~=    ==
     .. (字符串连接)
     +     -
     *     /     %
     not   #(lua5.1 取长度运算)     - (一元运算)
     ^
和C语言一样,括号可以改变优先级。

III.  关键字
关键字是不能做为变量的。Lua的关键字不多,就以下几个:
     
and        break        do        else        elseif        
end        false        for        function        if        
in        local        nil        not        or        
repeat        return        then        true        until        while

IV.  变量类型
  怎么确定一个变量是什么类型的呢?大家可以用type()函数来检查。Lua支持的类型有以下几种:
Nil        空值,所有没有使用过的变量,都是nil。nil既是值,又是类型。
Boolean        布尔值,只有两个有效值:true和false
Number        数值,在Lua里,数值相当于C语言的double
String        字符串,如果你愿意的话,字符串是可以包含"\0"字符的(这和C语言总是以"\0"结尾是不一样的)
Table        关系表类型,这个类型功能比较强大,请参考后面的内容。
Function        函数类型,不要怀疑,函数也是一种类型,也就是说,所有的函数,它本身就是一个变量。
Userdata        嗯,这个类型专门用来和Lua的宿主打交道的。宿主通常是用C和C++来编写的,在这种情况下,Userdata可以是宿主的任意数据类型,常用的有Struct和指针
Thread        线程类型,在Lua中没有真正的线程。Lua中可以将一个函数分成几部份运行。如果感兴趣的话,可以去看看Lua的文档。
现在回过头来看看,倒觉得不是线程类型。反而象是用来做遍历的,象是Iterator函数。
如:
function range(n)
  local i = 0
  while(i < n) do
    coroutine.yield( i )
    i = i + 1
  end
end
可惜的是要继续运行,需要coroutine.resume函数,有点鸡肋。请指教。

V.  变量的定义
  所有的语言,都要用到变量。在Lua中,不管在什么地方使用变量,都不需要声明,并且所有的这些变量总是全局变量,除非我们在前面加上"local"。这一点要特别注意,因为我们可能想在函数里使用局部变量,却忘了用local来说明。
至于变量名字,它是大小写相关的。也就是说,A和a是两个不同的变量。
定义一个变量的方法就是赋值。"="操作就是用来赋值的
我们一起来定义几种常用类型的变量吧。
A.  Nil
    正如前面所说的,没有使用过的变量的值,都是Nil。有时候我们也需要将一个变量清除,这时候,我们可以直接给变量赋以nil值。如:
var1=nil  -- 请注意 nil 一定要小写

B.  Boolean
    布尔值通常是用在进行条件判断的时候。布尔值有两种:true 和 false。在Lua中,只有false和nil才被计算为false,而所有任何其它类型的值,都是true。比如0,空串等等,都是true。不要被 C语言的习惯所误导,0在Lua中的的确确是true。你也可以直接给一个变量赋以Boolean类型的值,如:
theBoolean = true

C.  Number
    在Lua中,是没有整数类型的,也不需要。一般情况下,只要数值不是很大(比如不超过100,000,000,000,000),是不会产生舍入误差的。在WindowsXP能跑的当今主流PC上,实数的运算并不比整数慢。
实数的表示方法,同C语言类似,如:
4 0.4 4.57e-3 0.3e12 5e+20

D.  String
字符串,总是一种非常常用的高级类型。在Lua中,我们可以非常方便的定义很长很长的字符串。
字符串在Lua中有几种方法来表示,最通用的方法,是用双引号或单引号来括起一个字符串的,如:
"That's go!"

'Hello world!'

和C语言相同的,它支持一些转义字符,列表如下:
\a  bell
\b  back space
\f  form feed
\n  newline
\r  carriage return
\t  horizontal tab
\v  vertical tab
\\  backslash
\"  double quote
\"  single quote
\[  left square bracket
\]  right square bracket

由于这种字符串只能写在一行中,因此,不可避免的要用到转义字符。加入了转义字符的串,看起来实在是不敢恭维,比如:
"one line\nnext line\n\"in quotes\", "in quotes""
一大的"\"符号让人看起来很倒胃口。如果你与我有同感,那么,我们在Lua中,可以用另一种表示方法:用"[["和"]]"将多行的字符串括起来。(lua5.1: 中括号中间可以加入若干个"="号,如 [==[ ... ]==],详见下面示例)
示例:下面的语句所表示的是完全相同的字符串:
a = 'alo\n123"'
a = "alo\n123\""
a = '\97lo\10\04923"'
a = [[alo
123"]]
a = [==[
alo
123"]==]

值得注意的是,在这种字符串中,如果含有单独使用的"[["或"]]"就仍然得用"\["或"\]"来避免歧义。当然,这种情况是极少会发生的。

 E.  Table
    关系表类型,这是一个很强大的类型。我们可以把这个类型看 作是一个数组。只是C语言的数组,只能用正整数来作索引;在Lua中,你可以用任意类型来作数组的索引,除了nil。同样,在C语言中,数组的内容只允许 一种类型;在Lua中,你也可以用任意类型的值来作数组的内容,除了nil。
Table的定义很简单,它的主要特征是用"{"和"}"来括起一系列数据元素的。比如:
T1 = {}  -- 定义一个空表
T1[1]=10  -- 然后我们就可以象C语言一样来使用它了。

T1["John"]={Age=27, Gender="Male"}
这一句相当于:
T1["John"]={}  -- 必须先定义成一个表,还记得未定义的变量是nil类型吗
T1["John"]["Age"]=27
T1["John"]["Gender"]="Male"
当表的索引是字符串的时候,我们可以简写成:
T1.John={}
T1.John.Age=27
T1.John.Gender="Male"

T1.John{Age=27, Gender="Male"}
这是一个很强的特性。

在定义表的时候,我们可以把所有的数据内容一起写在"{"和"}"之间,这样子是非常方便,而且很好看。比如,前面的T1的定义,我们可以这么写:
T1=
{
10,  -- 相当于 [1] = 10
[100] = 40,
John=  -- 如果你原意,你还可以写成:["John"] =
{
Age=27,   -- 如果你原意,你还可以写成:["Age"] =27
Gender=Male   -- 如果你原意,你还可以写成:["Gender"] =Male
},
20  -- 相当于 [2] = 20
}


看起来很漂亮,不是吗?我们在写的时候,需要注意三点:
第一,所有元素之间,总是用逗号","隔开;
第二,所有索引值都需要用"["和"]"括起来;如果是字符串,还可以去掉引号和中括号;
第三,如果不写索引,则索引就会被认为是数字,并按顺序自动从1往后编;

表类型的构造是如此的方便,以致于常常被人用来代替配置文件。是的,不用怀疑,它比ini文件要漂亮,并且强大的多。

  F.  Function
函数,在Lua中,函数的定义也很简单。典型的定义如下:
function add(a,b)  -- add 是函数名字,a和b是参数名字
return a+b  -- return 用来返回函数的运行结果
end

请注意,return语言一定要写在end之前。假如我们非要在中间放上一句return,那么就应该要写成:do return end。
还记得前面说过,函数也是变量类型吗?上面的函数定义,其实相当于:
add = function (a,b) return a+b end
当重新给add赋值时,它就不再表示这个函数了。我们甚至可以赋给add任意数据,包括nil (这样,赋值为nil,将会把该变量清除)。Function是不是很象C语言的函数指针呢?

和C语言一样,Lua的函数可以接受可变参数个数,它同样是用"..."来定义的,比如:
function sum (a,b, )
如果想取得...所代表的参数,可以在函数中访问arg局部变量(表类型)得到 (lua5.1: 取消arg,并直接用"..."来代表可变参数了,本质还是arg)。
如 sum(1,2,3,4)
则,在函数中,a = 1, b = 2, arg = {3, 4}  (lua5.1:  a = 1, b = 2, ... = {3, 4})
更可贵的是,它可以同时返回多个结果,比如:
function s()
return 1,2,3,4
end
a,b,c,d = s()  -- 此时,a = 1, b = 2, c = 3, d = 4

前面说过,表类型可以拥有任意类型的值,包括函数!因此,有一个很强大的特性是,拥有函数的表,哦,我想更恰当的应该说是对象吧。Lua可以使用面向对象编程了。不信?举例如下:
t =
{
Age = 27
add = function(self, n) self.Age = self.Age+n end
}
print(t.Age)  -- 27
t.add(t, 10)
print(t.Age)  -- 37

不过,t.add(t,10) 这一句实在是有点土对吧?没关系,在Lua中,我们可以简写成:
t:add(10)    -- 相当于 t.add(t,10)

G.  Userdata 和 Thread
这两个类型的话题,超出了本文的内容,就不打算细说了。

VI.  结束语
  就这么结束了吗?当然不是,接下来,我们需要用Lua解释器,来帮助理解和实践了。相信这样会更快的对Lua上手了。
就象C语言一样,Lua提供了相当多的标准函数来增强语言的功能。使用这些标准函数,可以很方便的操作各种数据类型,并处理输入输出。有关这方面的信息,我们可以参考《Programming in Lua 》一书,也可以在网络上直接观看电子版,网址为:
http://www.lua.org/pil/index.html
  
备注:本文的部份内容摘、译自lua随机文档。
相关链接:
1. Lua 官方网站: http://www.lua.org
2. Lua Wiki网站,你可以在这里找到很多相关的资料,如文档、教程、扩展,以及C/C++的包装等:
http://lua-users.org/wiki/

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