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Lua学习总结

发布时间:2020-12-14 22:14:52 所属栏目:大数据 来源:网络整理
导读:简述 Lua是一个很小的编程语言,很多人将其与Python高级语言进行比较。 Lua有以下的特点: (1)纯C语言实现,源码小,可以很好地与C/C++融合。可自行编译,生成静态库。 (2)语法简单,灵活,易学。 我也同时学习了Python,相比之下,Lua精简,功能简单,

简述

Lua是一个很小的编程语言,很多人将其与Python高级语言进行比较。
Lua有以下的特点:
(1)纯C语言实现,源码小,可以很好地与C/C++融合。可自行编译,生成静态库。
(2)语法简单,灵活,易学。

我也同时学习了Python,相比之下,Lua精简,功能简单,可用的库少,但是语言的实现写得如此精简也很不错了!与C/C++程序结合就能显示它的强大能力,适用于要求可配置性很高的C/C++程序中,比如游戏。
如果想写纯脚本程序,那就选Python吧,它是强大,库多,喜欢单干。

好,我们学习Lua吧!

基础

数据类型

Lua的常用数据类型有:
(1)Nil? (空) <==> C语言中的NULL
(2)number???? 所有数据,包含整数小数
(3)string????? 字串类型
(4)boolean??? 布尔类型 true,false
(5)function??? 函数类型
(6)table??????? 表类型

其实,Lua中的数据类型远不止上面的这几个,比如file.
table在Lua中是最重要的数据类型,Lua的很多思想都是基于表来实现的,比如模块、对象。
boolean??? 除Nil与false为假以为,其它都为真。
string
??? ??? 转义字符
??? [
??? ]
??? ddd??? 3个十进制的数据表示一个字符,高位填0
??? [[ ... ]] 表示多行字符串,其中字串无转义

> a = [[ t n [[ ]]
> print(a)
 t n [[

当字符串被参于数值运算时,Lua会试图将字串转成数值

> print("10" + 1)  --> 11
> print("123" * "12")  --> 1476
当数值参于字串运算时,Lua也会尝试将其转换成字符串


> print(123 .. 12)  -->12312
>
> print(10 == "10")  --> 永远都是false
> -- 除非
> print(10 == ("10" + 0))  --> true
> print("10" == (10 .. ""))  --> true
总之:操作符决定了两边操作数的转换类型。


表达式

(1)算术运算符  + - * / ^? (加减乘除幂)
(2)关系运算符???? < ? > ? <=?? >=?? ==?? ~= (不等于)
   nil只与自己相等,table,usedate,function,只比对象不比内容的值,相当于C语言中的指针比较
(3)逻辑运算符???? and?? or??? not
??????? and,or 的运算结果不是true与false

a and b  -- 如果a为false,则返回a,否则b
a or b   -- 如果a为true,则返回a,否则b
a and b or c   -- 类似C中的 a ? b : c
??????? not 结果返回true或false

(4)优先级
??????? ^ 与 .. 是右连接

表结构

> days = {"sun","Mon","Tue","Wed","Thu","Fri","Sat"}
> print(days[0])  --> nil
> print(days[1])  --> Sun
注意: Lua中,表的索引是从1开始的,不是0!
Polyline = { color = "blue",thickness = 2,npoints = 4,{x = 0,y = 0},{x = -10,y = 10},y = 10}
}
Polyline["color"]  --> "blue"
Polyline.color     --> "blue"
Polyline[1]        --> {x = 0,y = 0}
Polyline[1].x      --> 0
表中的元素都是由key-value组成。如果没有指定key,那就默认以1开始的整数做key,如上4个{x,y}。如果指定了名称,则以string类型为key,如color,thickness,npoints。其实,表的key还可以为table,file,boolean任意类型。value可以为任何Lua类型。
Person = {["name"] = "Peter",["age"] = 28}  -- 等价于
Person = {name = "Peter",age = 28}

{x=0,y=0}  --> {["x"]=0,["y"]=0}
{"red","green","blue"}  --> {[1]="red",[2]="green",[3]="blue"}

基本语法

(1)多元素赋值

a,b = 10,'Hi'   --> 等价于
a = 10; b = 'Hi'
如果左边与右边个数不一致时,多的忽略,少的填Nil。

(2)代码块chunk

??? 使用local创建的一个局部变量,可以避免命名冲突,而比全局变量高效。

(3)控制结构

----------------------------------
if condition1 then
    ...
else if condition2 then
    ...
else
    ...
end

----------------------------------
while condition do
    ...
end

----------------------------------
repeat
    ...
until condition
for 语句
for var=exp1,exp2,exp3 do
    ...
end
---> exp1: 初始值
---> exp2: 终止值
---> exp3: 步进

for k in pairs(days) do
    print(k .. ' = ' .. days[key])
end

for i,val in ipairs(days) do
    print(i .. ' = ' .. val)
end

(4)函数

定义格式:

function func_name (arguments_list)
    ...
end
当函数的参数只有一个且为string或table类型时,可以不加括号。如:
dofile "text.lua"
table_print {a=12,b=30}
函数的返回值可以是多个:
function foo(a,b)
    return a+b,a-b
end

aa,bb = foo(32,11)
print(aa,bb)    -->  43,21

(5)闭包

Python与Lua都有闭包的特性,我记得好像Java也有,但是C与C++是没有的。

-- 调用newCounter()返回一个function,而这个function引用了newCounter()函数内部的局部变量local i
----------------------------
function newCounter()
    local i = 0
    return function()
        i = i + 1
        return i
    end
end

c1 = newCounter
print(c1())  --> 1
print(c2())  --> 2

newCounter = nil  -- 就算我把这个函数销毁了
print(c1())  --> 3  还是生效
为什么?因为在Lua中,所有的变量都是“指针”。所有的变量都是从堆里分配出来的,不像C与C++,局部变量是从栈里分配,一旦函数退出,所有局部变量都要被释放。Lua中的所有变量都是从堆里申请的。对象的释放是自动进行的,只有这个对象的引用计数为0了才会被释放掉。

为了便于理解,我写一段C++的伪代码:

class CounterFunc
{
public:
    CounterFunc(int i*) {
        m_pCnt = i;
    }
    int operator()() {
        ++i;
        return i;
    }

private:
    int *m_pCnt;
}

CounterFunc* newCounter()
{
    int *i = new int;
    return new CounterFunc(i);
}

int main()
{
    CounterFunc &c1 = *newCounter()
    cout << c1() << endl;
    cout << c1() << endl;
}
熟悉C++的学友们一下就看懂了。

(6)非全局函数

表中的函数实现方式:

Lib = {}
Lib.foo = function(x,y) return x+y end
----------------------------------------------
Lib = {
     foo = function(x,y) return x+y end
}
----------------------------------------------
Lib = {}
function Lib.foo(x,y) return x+y end
局部函数
local foo = function(x,y) 
    return x+y 
end
------------------------------------------------
local function foo (x,y)
    return x+y
end

(7)尾调函数

当函数的最后返回结果是调用另一个函数,称之为尾调函数。Lua的在调用尾调函数时,先是弹出当前函数的栈空间,然后再调用尾调函数,从而降低了函数层层调动过程中的栈消耗,非常适用于函数递归调用。

加载文件与运行

当我们需要加载与运行已有文件中的Lua代码时,可以用以下几种方式:

(1)loadstring( str )? --- 加载字串

f = loadstring "a = 12; print('a=' .. a)"
f()  --> a=12
loadstring()本是函数,由于函数是string,所以没有加括号。loadstring()执行完之后,只是加载解析,并没有执行。返回的是一个function类型。执行该函数便可以运行。相当于:
f = loadstring "function() a = 12; print('a='..a) end"

(2)loadfile( file_name ) --- 加载文件


这个函数相当于从文件里读出string,然后再调用loadstring(file_text)实现加载功能。

(3)dofile( file_name )? --- 加载并执行文件

相当于loadfile()之后,返回一个函数,再调用这个函数。

function dofile( file_name )
    local f = assert(loadfile(file_name))
    f()
end

(4)require( file_name )

这个函数是通过调用dofile()来实现的。不同的是,每次加载执行一个文件时,require()都会记录,避免重复加载。另外,如果给定的路径找不到文件,require()会到指定的路径下去找输到加载的文件。文件名称可以省去.lua后缀。

协同函数


关于这个功能,我的理解是:是非抢占式任务,由任务主动放弃执行权来达到任务切换的目的。

function foo (x,y)
    while ture do
        local a = x + y
        local b = x - y
        x,y = coroutine.yield(a,b)
    end
end
------------------------------------------
co = coroutine.create(foo)
print(coroutine.resume(co,1,2))  --> true   3  -1
print(coroutine.resume(co,7,1))  --> true   8  6
这里最不好理想的就是yield()与resume()参数与返回值的问题。这里分步骤详细解释一下:
(1)co = coroutine.create(foo),创建一个协同任务,返回co,此时co的状态为suspend。
(2)coroutine.resume(co,2),程序转而执行foo(x,y),x,y的传入的值正是resume()中的(1,2)。

(3)foo(1,2)执行到coroutine.yield(a,b),(a,b)分别为(3,-1)。程序执行yield(3,-1)切换到主任务,resume()函数返回第一个值为bool,后面的正是yield()中传入的参数。
(4)coroutine.resume(co,1),程序跳到foo()中的coroutine.yield()行继续执行。其中resume()函数中带的参数(7,1),在foo()函数中,x,y = coroutine.yield() 通过返回值的形式赋给了(x,y)。
(5)跳到(3),如此重复。

可见,Lua并没有实现多任务并行执行,而是任务之间通过resume()与yield()函数进行切换。我想,其主要的作用还是用于将功能以任务的形式进行隔离,便于维护。

Metatables and Metamethods

元表与元方法,这是一个很重要的概念。可以为table设置或指定metatable,用于指定某些运算符对应的操作方法。

* setmetatable(table,meta_table)????? 设置元表
* getmetatable(table)?????????????????????? 获取元表

这个元素,可以是个函数。

tb = {
    ----> <metatable> = {
              __add = function : xxx   加法操作
              __sub = function : xxx   减法操作
              __mul = function : xxx   乘法操作
              ...
          }

    [1] = 20
    [2] = 40
    ...
}

(1)算术运算


+ --> __add(a,b)
- --> __sub(a,b)
* --> __mul(a,b)
/ --> __div(a,b)
-负 --> __unm(a)
^ --> __pow(a,b)

(2)关系运算

== --> __eq(a,b)
<  --> __lt(a,b)
<= --> __le(a,b)
只要定义上面几个就行了,不用再定义 ~=,>=,>

(3)库定义

__tostring = function(tb)
在print(t)的时候,print会调用元素中的tostring(t)来进行转换,tostring(t)就查t中的metatable中是否有__tostring域,如果有就调用默认是有的。

(4)表相关

__index = function(tb,key)
__index = tb
访问索引,如果执行读取一个表中的操作,而这个表里又没有这个域,那么Lua就去查询metatable中的__index域。如果__index是表,那么就去查__index表中有没有这个域,如果有就从__index这个表里的这个域里去取值。如果__index是函数,那么就调用__index(tb,key)函数。
__newindex = function(tb,key)
更新索引,在更改表域的时候,如果这个表中没有这个域,那么就会从元表的__index里去找。与__index同理。

这两个东西,在类继承里用到。

环境变量

Lua环境放在全局变量 _G 中。可以用以下语句打印全局变量。

> for n in pairs(_G) do print(n) end
> a = 5
> print(_G["a"])  --> 5
其实,所有的全局变量都是放在__G表里。可以对_G表里加metatable,来控制全局变量的形为。如__newindex,__index,限制直接定义与访问一个变量。

在非全局域,防止访问到全局域

do 
    a = 'Hi'
    setfenv(1,{_G = _G})
    _G.print(_G.a)   --> Hi
end
在局部Chunk中,将_G放入一个空表中,将这个表作为全局表。

(编辑:李大同)

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