初识Lua

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序言

由于业务需求,开始熟悉 Lua 这一门语言。
亦因本人是web前端,所以从 Javascript 去了解 Lua 编译环境的安装以及语法入门。

环境安装

Linux 系统上安装

Linux & Mac上安装 Lua 安装非常简单,只需要下载源码包并在终端解压编译即可,本文使用了5.3.5版本进行安装:

curl -R -O http://www.lua.org/ftp/lua-5.3.5.tar.gz
tar zxf lua-5.3.5.tar.gz
cd lua-5.3.5
make linux test
make install

Mac OS X 系统上安装

和Linux 上安装不同的只有一句用法不一样 make macosx test:

curl -R -O http://www.lua.org/ftp/lua-5.3.5.tar.gz
tar zxf lua-5.3.5.tar.gz
cd lua-5.3.5
make macosx test
make install

Windows 系统上安装

这里推荐使用zip方式,下载地址为:luabinaries.sourceforge.net/download.ht… 选择对应的系统环境解压zip,并且把环境变量设置好即可。(稍显复杂)
详情请看:Lua在Windows下的安装、配置、运行

也可以使用 Lua 安装包,下载地址为:
Github 下载地址:github.com/rjpcomputin… 双击安装后即可在该环境下编写 Lua 程序并运行。
该安装程序版本比官方版本要稍微落后,如果使用新版本内容的伙伴请注意。

还可以使用 Lua 官方推荐的方法使用 LuaDist:luadist.org/ (小弟还没安装成功)

语法入门

1. 基本语法

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 -ilua 来启用:

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

在命令行中,输入以下命令:

> print("Hello World!")

接着我们按下回车键,输出结果如下:

> print("Hello World!")
Hello World!
> 

注释

单行注释

两个减号是单行注释:
Lua使用--,JS使用//

--这是一行注释

多行注释

Lua使用--[[ ... ]]--,JS使用/* ... */

--[[
 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。以下列出了一些标示符示例:

-- correct
mohd         zara      abc     move_name    a_123
myname50     _temp     j       a23b9        retVal

-- wrong
@a           $b        %c      _VERSION

而 JS 语法里,以上命名都可以正常使用。

2. 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(空)、boolean、number、string、userdata(任意数据结构)、function、thread(线程)和table(表)。

而 JS 也是动态类型语言,JS 基本类型分别 string、boolean、number、string、undefined、null、object。

所以,Lua 没有明确的数组类型,只有 table。

string

在对一个数字字符串上进行算术操作时,Lua 会尝试将这个数字字符串转成一个数字:

> print("2" + 6)
8.0
> print("2" + "6")
8.0
> print("2 + 6")
2 + 6
> print("error" + 1)
stdin:1: attempt to perform arithmetic on a string value
stack traceback:
 stdin:1: in main chunk
    [C]: in ?
> 

以上代码中"error" + 1执行报错了,字符串连接使用的是 .. ,如:

> print("a" .. 'b')
ab
> print(157 .. 428)
157428
> 

使用 # 来计算字符串的长度,放在字符串前面,如下实例:

> len = "abc"
> print(#len)
3
> print(#"abc")
3
> 

number

在 JS 和 Lua 中,整数和浮点数没有区别,不同长度的对象也没有对应不同的类型。所有的数值在 Lua 中都是“数值(number)”。 而在 Lua 中,不存在 ++ 或 += 的简写方式。

nil

JS 表示空的有 undefined 和 null
Lua 表示空的只有nil,但不是 Js 的 null

非真值
在 JS 中,"" 和 0 在条件判断时都等于 false
在 Lua 中,只有 nil 和 false 等于 false

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:

a = {} // 创建空表
b = {"apple", "pear", "orange", "grape"} // 直接初始表
a["key"] = "value"
key = 10
a[key] = 22
a[key] = a[key] + 11
for k, v in pairs(a) do
    print(k .. " : " .. v)
end

-- 打印
key : value
10 : 33

"数组"是表,只不过有整数属性,且从 1(不是0!)开始连续编号,直到遇到第一个 nil 值。可以通过表字面量来创建数组,这样不必为每个值标出索引:

people = { "Gavin", "Stephen", "Harold" }
-- 和上面等同的是:
people = { [1]="Gavin", [2]="Stephen", [3]="Harold" }

for key, val in pairs(people) do
    print("Key", key)
end

-- 打印
Key 1
Key 2
Key 3

在 JS 中,作为对象的索引的值始终是字符串。(在 JS 中,myObj[11] 与myObj["11"] 相同。)在 Lua 中,字符串,数值,甚至表都可以是索引:

a = {}
b = {}
mytable = {}
mytable[1] = "The number one"
mytable["1"] = "The string one"
mytable[a] = "The empty table 'a'"
mytable[b] = "The empty table 'b'"

print( mytable["1"] ) --> The string one
print( mytable[1] )   --> The number one
print( mytable[b] )   --> The empty table 'b'
print( mytable[a] )   --> The empty table 'a'

function

在 Lua 和 JS 中,函数是被看作是"第一类值(First-Class Value)",函数可以存在变量里,作为参数传递,以及通过 () 进行调用:

mytable = {}
mytable.squareit = function( x )
  return x * x
end

thefunc = mytable.squareit
print( thefunc( 7 ) ) --> 49

在 Lua 和 JS 中,函数对象是闭包(closure)。
简单来说,这意味着函数可以访问其声明的位置所在的作用域中的局部变量,甚至在该作用域“消失”之后:

function MakeAdder( inBaseValue )
  return function( inValueToAdd )
    return inBaseValue + inValueToAdd
  end
end

add10 = MakeAdder( 10 )
add30 = MakeAdder( 30 )
print( add10( 1 ) )  --> 11
print( add10( 6 ) )  --> 16
print( add30( 3 ) )  --> 33

3. 变量

变量

Lua 变量有三种类型:全局变量、局部变量、表中的域。

函数外的变量默认为全局变量,除非用 local 显示声明。函数内变量与函数的参数默认为局部变量。

在 JS 中,如果在一个函数中为之前未出现的变量赋值,如果存在 var 关键字那么变量是局部变量,否则是全局变量。

局部变量的作用域为从声明位置开始到所在语句块结束(或者是直到下一个同名局部变量的声明)。

变量的默认值均为 nil。

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

赋值是改变一个变量的值和改变表域的最基本的方法。

a = "hello" .. "world"
t.n = t.n + 1

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。

a, b = 10, 2*x       <-->       a=10; b=2*x

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[i]'

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

上面最后一个例子是一个常见的错误情况,注意:如果要对多个变量赋值必须依次对每个变量赋值。

a, b, c = 0, 0, 0
print(a,b,c)             --> 0   0   0

多值赋值经常用来交换变量,或将函数调用返回给变量:

a, b = f()

f()返回两个值,第一个赋给a,第二个赋给b。

应该尽可能的使用局部变量,有两个好处:

  1. 避免命名冲突。
  2. 访问局部变量的速度比全局变量更快。

4. 循环

Lua 编程语言中 for语句有两大类::

  • 数值for循环
  • 泛型for循环

数值for循环

Lua 编程语言中数值for循环语法格式,相当于 JS 的迭代数组使用的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。

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。

验证如下:

function f(x)  
    print("function")  
    return x*2   
end  
for i=1,f(5) do print(i)  
end  

-- 打印输出结果为:
function
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

可以看到 函数f(x)只在循环开始前执行一次。

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。写法类似 JS 中的for..in语句,更像是 ES6 的对象迭代器 Object.entries。

Lua 编程语言中泛型for循环语法格式:

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。

days = {"Suanday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday"}  
for i,v in ipairs(days)
    do print(v)
end   

-- 打印输出结果为:
Suanday
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday

结语

因业务需求而学习一门语言,可以在语言的官方网站、丛书等等能系统了解它的历史、语法基础及编译环境。还能从原来所学的语言去类比学习。

参考文献:
【译】从 JS 学习 Lua

Learning Lua/From JS

Lua 教程