Lua Study Notes

什么是 lua

Lua 是一个小巧的脚本语言。是巴西里约热内卢天主教大学（Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro）里的一个研究小组，由 Roberto Ierusalimschy、Waldemar Celes 和 Luiz Henrique de Figueiredo 所组成并于 1993 年开发。

其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。Lua 由标准 C 语言 编写而成，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。Lua 并没有提供强大的库，这是由它的定位决定的。所以 Lua 不适合作为开发独立应用程序的语言。Lua 有一个同时进行的 JIT 项目，提供在特定平台上的即时编译功能。

Lua 脚本可以很容易的被 C 语言和 C++ 代码调用，也可以反过来调用 C/C++ 的函数，这使得 Lua 在应用程序中可以被广泛应用。不仅仅作为扩展脚本，也可以作为普通的配置文件，代替 XML,ini 等文件格式，并且更容易理解和维护。

Lua 由标准 C 编写而成，代码简洁优美，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。 一个完整的 Lua 解释器不过 200k，在目前所有脚本引擎中，Lua 的速度是最快的。这一切都决定了 Lua 是作为嵌入式脚本的最佳选择。

安装 lua or luajit

$ brew install luajit
$ luajit -v
LuaJIT 2.1.0-beta3 -- Copyright (C) 2005-2022 Mike Pall. https://luajit.org/

$ brew install lua@5.3
$ brew link lua@5.3
$ lua -v
Lua 5.3.6  Copyright (C) 1994-2020 Lua.org, PUC-Rio

Lua 官方网站：https://www.lua.org/

Luajit 官方网站：https://luajit.org/

lua 与 luajit 的区别

Lua 和 LuaJIT 是两种不同的解释器，它们都是基于 Lua 语言的，但是它们有一些不同之处。

1. LuaJIT 比 Lua 更快：LuaJIT 是一个 JIT（Just-In-Time）编译器，它可以在运行时将 Lua 字节码编译成本地机器代码，这使它比 Lua 更快。在许多基准测试中，LuaJIT 比 Lua 快得多。

2. LuaJIT 有更好的内存管理：LuaJIT 的内存管理器比 Lua 更高效。它可以在更小的内存占用下执行更多的操作。这使得 LuaJIT 比 Lua 更适合用于高负载的应用程序。

3. LuaJIT 的兼容性存在问题：由于 LuaJIT 使用了一些与 Lua 不兼容的优化技术，因此在某些情况下，LuaJIT 可能无法与使用标准 Lua 的代码库兼容。

总的来说，LuaJIT 是一个非常快速和高效的 Lua 解释器，但它的兼容性比 Lua 更差。如果您需要速度和效率，那么 LuaJIT 可能是更好的选择，但如果您需要兼容性和稳定性，则应该选择 Lua。

Lua 基本语法

• 关键词

• 注释

  • 行注释

    -- comment
    

  • 块注释

    --[[
        这里是注释
    ]]
    
    -- 推荐
    --[[
    print("Hello world")
    --]]
    

    注意 -- 与 [[ 之间没有空格

• 数据类型

  数据类型	描述
  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。
  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。
  function	由 C 或 Lua 编写的函数。
  thread	表示执行的独立线路，用于执行协同程序。
  userdata	表示任意存储在变量中的 C 数据结构。

Lua 运算符

在 Lua 中，常见的运算符有以下几种：

1. 算术运算符：用于进行基本的数值运算，包括加减乘除等。例如，+表示加法，-表示减法，*表示乘法，/表示除法，%表示取模（取余数）运算。

2. 比较运算符：用于比较两个值的大小，进行逻辑判断。例如，==表示等于，~=表示不等于，>表示大于，<表示小于，>=表示大于等于，<=表示小于等于。

3. 逻辑运算符：用于进行逻辑运算，包括与、或、非等。例如，and 表示逻辑与，or 表示逻辑或，not 表示逻辑非。

4. 字符串连接运算符：用于连接两个字符串。例如，..表示连接运算符。

下面是一个示例代码，演示了常见的 Lua 运算符的用法：

a = 5
b = 3
c = a + b
d = a / b
e = a % b
f = a * b
g = a - b
print(c, d, e, f, g) -- 输出8 1.6666666666667 2 15 2

-- 比较运算符
if a == b then
    print("a等于b")
elseif a > b then
    print("a大于b")
else
    print("a小于b")
end -- 输出a大于b

-- 逻辑运算符
x = true
y = false
if x and y then
    print("x和y都为真")
elseif x or y then
    print("x或y至少有一个为真")
else
    print("x和y都为假")
end -- 输出x或y至少有一个为真

-- 字符串连接运算符
str1 = "hello"
str2 = "world"
str3 = str1 .. " " .. str2
print(str3) -- 输出hello world

当我们运行上述代码时，会输出各种运算符的结果以及相关的提示信息。

Lua 流程控制

在 Lua 中，常见的流程控制语句包括条件语句和循环语句。下面是一些示例代码，演示了如何使用这些流程控制语句：

1. 条件语句

条件语句用于根据某个条件的真假来执行不同的操作。在 Lua 中，条件语句使用 if..then 语法。下面是一个示例代码：

x = 10
if x > 0 then
    print("x是正数")
elseif x == 0 then
    print("x是零")
else
    print("x是负数")
end

在这个示例代码中，我们使用了 if..then 语句来判断 x 的大小，并打印相应的提示信息。

2. 循环语句

循环语句用于多次执行某个操作。在 Lua 中，常见的循环语句包括 while 循环和 for 循环。下面是一些示例代码：

x = 0
while x < 10 do
    print(x)
    x = x + 1
end

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

在这个示例代码中，我们使用了 while 循环和 for 循环来分别输出 0 到 9 和 1 到 10 之间的整数。

除了基本的条件语句和循环语句外，Lua 还支持 break 和 return 语句来跳出循环或函数，并且可以使用 repeat..until 语句进行至少执行一次的循环。

3. break 语句

break 语句用于在循环中提前跳出循环。下面是一个示例代码：

for i = 1, 10 do
    if i == 5 then
        break
    end
    print(i)
end

在这个示例代码中，我们使用了 for 循环来输出 1 到 4 之间的整数，并在 i 等于 5 的时候使用 break 语句提前跳出循环。

4. repeat..until 语句

repeat..until 语句用于至少执行一次循环，直到某个条件成立时跳出循环。下面是一个示例代码：

x = 0
repeat
    print(x)
    x = x + 1
until x > 10

在这个示例代码中，我们使用了 repeat..until 语句来至少输出一次 0，并在 x 大于 10 的时候跳出循环。

除了基本的流程控制语句外，Lua 还可以使用 goto 语句来直接跳转到代码中的某个位置，但是使用 goto 语句可能会使代码变得难以理解，因此不建议滥用。

5. return 语句

return 语句用于从函数中返回一个值，并结束函数的执行。下面是一个示例代码：

function add(x, y)
    return x + y
end

z = add(3, 4)
print(z)

在这个示例代码中，我们定义了一个函数 add，用于计算两个数的和，并使用 return 语句返回运算结果。在主程序中，我们调用了这个函数，并把它的结果赋给变量 z，并输出 z 的值。

需要注意的是，如果在函数中使用了 return 语句，那么这个语句后面的代码将不会被执行，因为函数的执行已经结束了。

综上所述，Lua 中的流程控制语句包括条件语句和循环语句，以及 break 和 return 语句等。这些语句可以让我们根据不同的情况来执行不同的操作，并且可以循环执行某个操作，或者提前跳出循环等。需要根据具体的应用场景来选择合适的流程控制语句，以提高代码的效率和可读性。

Lua 数组

Lua 函数

Lua 字符串

Lua 迭代器

在 Lua 中，迭代器是一种非常方便的编程工具，它可以让我们遍历某个数据集合中的所有元素，而无需知道该集合的内部实现方式。下面是一个简单的迭代器示例代码：

function my_iterator(data)
    local index = 1
    return function()
        local value = data[index]
        if value ~= nil then
            index = index + 1
            return value
        end
    end
end

my_data = {1, 2, 3, 4, 5}
for value in my_iterator(my_data) do
    print(value)
end

这个代码片段定义了一个名为 my_iterator 的函数，它接受一个数据集合 data 作为参数，并返回一个匿名函数。当这个匿名函数被调用时，它会返回当前数据集合中的下一个元素，直到所有元素都被遍历完毕。

在最后一行代码中，我们使用 for 循环遍历 my_iterator 函数返回的迭代器对象，并打印每个元素的值。

当我们运行上述代码时，会输出 data 表中的每个元素，即 1，2，3，4，5。

Lua Table

Lua 模块与包

Lua 中，模块是一种封装代码的方法。在 Lua 中，一个模块通常包含一些相关的函数和数据，可以被其他 Lua 程序引用和使用。通常，一个模块存放在一个单独的 Lua 文件中，并且在其他 Lua 程序中通过 require 函数进行引用。在一个 Lua 程序中，一个模块只会被加载一次，这样可以避免重复定义变量和函数。

在 Lua 中，一个包通常是一个由多个模块组成的集合。一个包可以包含一个 init.lua 文件，用于初始化整个包。当一个包被引用时，init.lua 文件会被自动执行。

在 Lua 中，模块和包是非常常用的代码组织方式，可以帮助我们将代码封装和组织得更加清晰和易于维护。

Lua 元素

Lua 协程

Lua 协程指的是一种轻量级的线程，它允许我们在同一线程内切换执行上下文，从而实现异步编程的目的。Lua 协程的实现是基于对协程的手动管理，即使用 coroutine 库中的相关函数来创建、启动、暂停、恢复和销毁协程。

• 在 Lua 中，我们可以使用 coroutine.create()函数来创建一个协程，使用 coroutine.resume()函数来启动一个协程，使用 coroutine.yield()函数来暂停一个协程并返回值，使用 coroutine.status()函数来查询协程的状态。
• 当协程结束或者出现错误时，我们可以从 coroutine.resume()函数中获取返回值或错误信息。

Lua 协程可以用于很多场合，比如实现异步 IO、控制协程的执行顺序、实现状态机等。因为它的实现是基于对协程的手动管理，所以需要开发人员对协程的使用和管理比较熟练才能写出效果好、易维护的代码。

Lua 文件读写

在 Lua 中，我们可以通过 io 库来进行文件的读写操作。下面是一些常用的文件读写操作函数：

1. io.open(filename, mode)：打开一个文件，其中 filename 是要打开的文件名，而 mode 是打开模式，包括"r"（读取模式）、“w”（写入模式）和"a"（追加模式）等。

2. file:read(format)：从文件中读取数据，其中 format 是读取模式，包括"*n"（读取一个数字）、"*a"（读取整个文件）和"*l"（读取一行）等。

3. file:write(…)：向文件中写入数据，其中"…“表示要写入的数据，可以是任意数量的参数。

4. file:close()：关闭文件。

下面是一个简单的读取文件的示例代码：

local file = io.open("test.txt", "r")
local content = file:read("*all")
print(content)
file:close()

这个代码片段会打开名为 test.txt 的文件，然后使用 read 函数读取整个文件的内容，最后打印出来。最后，记得要关闭文件。