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lua 官网 | Reference 手册 | Getting started

该笔记系列主要整理自 Roberto Ierusalimschy 的 Programming in Lua （2017，第四版） 一书。以 Lua5.3 为主。

版本历史

正式版本号发布年份1Programming in Lua
1.01993
2.11995
3.01997
4.02000
5.022003第一版 (2003)
5.22011第三版 (2016)
5.32014第四版 (2017)
5.42020
1

年份信息整理自：lua 官网

2

最新 LuaJIT 2.0+ 所对应的版本

安装 lua

参考：安装说明。

例如，在 ubuntu 上输入 lua，会提醒你没有安装 lua，并且列出安装命令。在我的发行版本上（ubuntu 20），使用 apt install lua5.3 安装。如果需要最新版本，则下载源码编译安装。

运行 lua

基本方式

usage: lua [options] [script [args]]
Available options are:
  -e stat  execute string 'stat'
  -i       enter interactive mode after executing 'script'
  -l name  require library 'name'
  -v       show version information
  -E       ignore environment variables
  --       stop handling options
  -        stop handling options and execute stdin
  • 进入命令行交互模式：lua 或者 lua -i。
  • 运行脚本文件：lua xx.lua。
  • 运行脚本文件之后进入命令行交互模式：lua -i xx.lua，它会把 xx.lua 中的内容（变量、函数等）带入交互会话。
  • 执行单条语句：lua -e "print(1)" 则打印 1。也可以执行多条语句：lua -e "a=1" -e "print(a)"，也打印 1。

捕获参数

在 print.lua 中写入以下内容：

print(arg[-4])
print(arg[-3])
print(arg[-2])
print(arg[-1])
print(arg[0])
print(arg[1])
print(type(arg[1]))
print(arg[2])
print(a)

并使用以下命令运行：

lua -i -e "a=100" print.lua 1 "s"

会打印如下内容，并进入 lua 的交互模式：

lua
-i
-e
a=100
print.lua
1
string
s
100

注意：

  1. -e 参数后的表达式是有效定义的，在交互模式下，a 的值为 100；
  2. arg 是 lua 预定义的全局变量，arg[0] 总是脚本名， arg 的正整数索引为其后所跟的参数，类型为 string。

加载库

针对上面 print.lua 脚本，你也可以使用 lua -l print 加载运行（无需 .lua 后缀）。

但是由于此时我们调用了与 print 函数同名的库，这导致 print 函数不可用。（你可以使用 lua -l print -i 进入交互模式尝试一下）

交互模式

可以省略的 =

在 lua5.2 之前的版本中，命令行需要在表达式之前输入 =：

a = 0
= a+1 --> 1
= a-1 --> -1

而从 lua5.3 开始的版本中，可以无需输入 =：

a = 0
a+1 --> 1
a-1 --> -1

当然，为了保持兼容性，你输入 = 也不会有报错。

运行块

lua 交互模式并不直接支持以块 (chunk) 为单位运行代码，也就是说，你无法在交互中以块的方式换行 —— 按下 Enter 即执行语句3。

3

但你如果在语句未结束之前按 Enter，并不会执行语句，而是语句内的换行：

> c = 1; print( -- 回车
>> c)
1

除了把多个语句写到一行之外，你还可以采取以下一些方式运行一个代码块：

  • 把代码写到 .lua 的文件中，使用 lua -i xx.lua，执行脚本然后自动进入交互模式，并继续使用脚本内定义的内容。
  • 进入交互模式，使用 dofile("xx.lua")，中途执行脚本，并继续使用脚本内定义的内容。
    xx.lua 可以是绝对路径也可以是相对路径，但是无法识别 ~ 开头的 HOME 目录。

lua 这种按块加载脚本的做法，在调试或测试代码时是方便的。

你可以在两个窗口中工作：一个编辑器窗口用来写 lua 代码；另一个命令行窗口进入交互模式，执行刚写的代码。

命名规则

  1. 可以组合大小写英文字母、数字、_ 来命名，但是不能以数字开头。
  2. 不支持 UTF8 字符，即不支持中文字符作为（变量、函数等）名字。
  3. 避免使用 _ 后跟大写字母的命名方式，比如 _VERSION 这个名字被 lua 所使用，具有特殊含义。
  4. 以下名字被 lua 所保留，不能当作普通名字被使用。 
    and break do else elseif end false for function goto
if in local nil not or repeat return then true until while
  5. lua 里的名字是大小写敏感的，比如 and 是被保留的名字，但 And 和 AND 是可被使用的名字。

注释符号

  1. 单行注释符号为 --，从 -- 开始到一行结束的内容都被认为是注释。
    因此，你可以在一行的开头，或者一行代码的末尾用此符号写注释。
  2. 区域（多行）注释符号为 --[[]]，从 --[[ 到 ]] 之间的内容被认为是注释。
  3. 如果在多行注释内输出 [[ 或 ]]，参考 string 的多行文本

注意，区域注释不一定是多行：

--[[ print(1) ]] --> 等价于 `-- print(1)` 当行注释
--[[ print(1) ]]print(2) --> 依然会执行 `]]` 之后的内容，即打印 2

---[[
print(1) --> 这个语句会被执行，因为 `---[[` 会优先被识别为单行注释，从而 `--]]` 也是单行注释
--]]

语句分隔符 ;

lua 在语句之间并不需要 ; 分隔符，而且换行也不具有语句分隔的作用。

以下四种形式都可以分隔两个语句。

-- 常用
a = 1
b = a * 2

-- 你可以在末尾加 `;` 
a = 1;
b = a * 2;

a = 1; b = a * 2 -- 把多个语句写到一行时常用

a = 1 b = a * 2 -- 有效语句

在交互模式下，调用函数会直接打印结果，而在函数后添加 ; 可以阻止打印结果。

变量与类型

全局变量

全局变量 (Global Variables)：

  1. 无需声明即可使用。未声明的全局变量都是 nil。所以使用未声明的全局变量并不会产生错误。
  2. 可以把全局变量赋值为 nil。lua 不区分全局变量的 nil 是人为赋值，还是未初始化。
  3. 把全局变量赋值为 nil 之后，lua 最终可能回收全局变量所使用的的内存。
  4. 全局变量存放在 _ENV 表中，比如 a 无论是否被定义，都可以使用 _ENV.a 来表示，且 a==_ENV.a --> true。

类型

lua 是动态类型语言，所以没有类型定义（你无法定义一个类型）。

但是，每个值都带有各自的类型。

lua 有八种基本类型：

  1. nil
  2. Boolean
  3. number
  4. string
  5. userdata
  6. function
  7. thread
  8. table

使用 type 函数可以知道一个值的类型，type 函数的返回值是 string 类型。

type(nil)           --> nil
type(X)             --> nil
type(true)          --> boolean
type(1)             --> number
type(0.1)           --> number
type("Hello world") --> string
type(io.stdin)      --> userdata
type(type)          --> function
type({})            --> table
type(type(X))       --> string

变量可以存放任何类型的值：

type(a) --> nil ('a' 尚未被初始化)

a = 1
type(a) --> number

a = "a string!!"
type(a) --> string

a = nil
type(a) --> nil

nil

nil 类型只有一个值 nil，用来表示与其他值不同、或者没有值。

nil 类型可以比较相等，且只与 nil 相等。

nil == nil --> true
nil == 0   --> false
nil == 1   --> false
nil == ""  --> false

全局变量的值在第一次赋值之前，默认为 nil。通过赋值 nil 给全局变量来把它删除。

Boolean

Boolean 类型只有两个值：true 和 false。

not true == false --> true
not false == true --> true
false ~= true     --> true

但 Boolean 值不是唯一表示条件的值。

在条件语句和逻辑操作中，有以下规定：

  1. false 和 nil 都表示 false，其他都表示 true。尤其 0、0.、"" 都表示 true。
  2. and 运算符返回的结果：当第一个运算对象表示 false 时，返回第一个运算对象，否则返回第二个运算对象。
  3. or 运算符返回的结果：当第一个运算对象表示 true 时，返回第一个运算对象，否则返回第二个运算对象。

注意，and 和 or 返回的是运算对象 (operand)，而不是 Boolean 值。

比如：

nil   and 1    --> nil
false and 1    --> false
0     and 1    --> 1
1     and 0    --> 0
false or "hi"  --> "hi"
nil   or false --> false
0     or 1     --> 0
1     or 0     --> 1

and 和 or 都是短路求值：当第二个运算对象必须求值时才计算。

x = x or v 与 if not x then x = v end 等价，可以用来把原本为 false 或者 nil 的 x 设置成 v 的值。

(a and b) or c 与 a and b or c 等价，与 C 语言中的 a ? b : c 等价，表示满足 a 时，返回 b，否则返回 c。
比如 (x > y) and x or y 表示取数字 x 和 y 中的较大值。当 x > y 时，and 语句返回 x，而 x 为数字，表示 true，所以在 or 语句中被返回。当不满足 x > y 时，and 语句返回 false，而 y 为数字，表示 true，所以在 or 语句中被返回。

>、<、==、~=、>=、<=、not 运算符总是返回 Boolean 值：

"1" > "0"   --> 等价于 1 > 0，返回 true
"-1" > "0"  --> 等价于 -1 > 0，返回 false
not nil     --> true
not false   --> true
not 0       --> false
not not 0   --> true
not not nil --> false

两个不同的类型一般不能比较大小，但是可以比较相等：两个不同的类型比较相等时，总是返回 false。比如 1 == nil --> false、false ~= nil --> true。

#TODO# > 和 < 比较字符串。

userdata

userdata 可以把任意 C 的类型存储在 lua 变量中，并在 lua 中，除赋值和比较相等之外，无预定义的操作。

它表示外部程序或 C 库中创建的新类型。比如标准库 I/O 用它表示打开文件。所以它在 C API 方面涉及较多。