Lua简明教程

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$ lua

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

Hello, World

语法
注释
1

-- 两个减号是行注释

1
2
3
4

--[[

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 = 1024

num = 3.0

num = 3.1416

num = 314.16e-2

num = 0.31416E1

num = 0xff

num = 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 = [[alo

123"]]

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 = 50

local 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 = 0

num = 1

while
num <= 100
do

    
sum = sum + num

    
num = num + 1

end

print("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 = 0

for
i = 1, 100
do

    
sum = sum + i

end

从1到100的奇数和

sum = 0

for
i = 1, 100, 2
do

    
sum = sum + i

end

从100到1的偶数和

sum = 0

for
i = 100, 1, -2
do

    
sum = sum + i

end

until循环

sum = 2

repeat

   
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
    
end

end
 
c1 = newCounter()

print(c1())  --> 1

print(c1())  --> 2

示例二

function myPower(x)
    
return
function(y)
return
y^x end

end

 
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
,
"haoel@hotmail.com"

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,"haoel@hotmail.com","[http://coolshell.cn](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 end

foo = 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：
1

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

下面是table的CRUD操作：
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haoel.website=
"[http://coolshell.cn/](http://coolshell.cn/)"

local age = haoel.age

haoel.handsome =
false

haoel.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：
1

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：
1

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

这样看上去就像数组了。但其实其等价于：
1

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：
1

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。
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3

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）：
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2

_G.globalVar

_G[
"globalVar"
]

我们可以通过下面的方式来遍历一个Table。
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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：
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2

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：
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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
ret

end

为之前定义的两个table设置MetaTable：（其中的setmetatble是库函数）
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2

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）
1

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](http://coolshell.cn/articles/6441.html)）
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：
1

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：
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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。
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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：
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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。
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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.name

end

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：
1

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：
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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](http://coolshell.cn/articles/9749.html)》））
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
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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：
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2

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）
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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：
[manual.luaer.cn](http://manual.luaer.cn/) lua在线手册
[book.luaer.cn](http://book.luaer.cn/) lua在线lua学习教程
[lua参考手册](http://www.codingnow.com/2000/download/lua_manual.html)Lua参考手册的中文翻译（云风翻译版本）

关于Lua的标库，你可以看看官方文档：[string](http://lua-users.org/wiki/StringLibraryTutorial)，  [table](http://lua-users.org/wiki/TableLibraryTutorial)， [math](http://lua-users.org/wiki/MathLibraryTutorial)， [io](http://lua-users.org/wiki/IoLibraryTutorial)， [os](http://lua-users.org/wiki/OsLibraryTutorial)。
（全文完）
分享自[CoolShell](http://coolshell.cn/articles/10739.html)
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