0.引用

https://learnxinyminutes.com/

https://www.runoob.com

1. 变量和流程控制

1.1 变量

-- 单行注释
--[[ 
     多行注释
--]]
num = 42  -- 对于52位以内的整型值， 不用担心精度问题。

s = 'walternate'  -- 字符串不可变。 
t = "也可以用双引号" 
u = [[ 多行的字符串
       以两个方括号
       开始和结尾。]] 
t = nil  -- 撤销定义; Lua 支持垃圾回收。 
-- Lua 会尝试将这个数字字符串转成一个数字

-- 未定义的变量返回nil，这不是错误： 

foo = anUnknownVariable  -- 现在 foo = nil. 

aBoolValue = false 

--只有nil和false为假; 0和 ''均为真！ 
if not aBoolValue then print('false') end 

-- 'or'和 'and'短路 
-- 类似于C/js里的 a?b:c 操作符： 
ans = aBoolValue and 'yes' or 'no'  --> 'no' 

1.2运算符优先级

--高 --》 低
^ --右连接       
not    - (unary)
*      /
+      -
.. --右连接
<      >      <=     >=     ~=     ==
and
or    
--除了 ^ 和 .. 外所有的二元运算符都是左连接的。

1.3 流程控制

1.3.1 while

-- 块使用do/end之类的关键字标识： 
while num < 50 do 
  num = num + 1  -- 不支持 ++ 或 += 运算符。 
end 

1.3.2 If语句

-- If语句： 
if num > 40 then 
  print('over 40') 
elseif s ~= 'walternate' then  -- ~= 表示不等于，用 == 是否相等 ；字符串同样适用。 
  print('not over 40\n') 
else 
  -- 默认全局变量。 
  thisIsGlobal = 5  

  -- 如何定义局部变量： 
  local line = io.read()  -- 读取标准输入的下一行。 
  -- ..操作符用于连接字符串： 
  io.write('Winter is coming, ' .. line) 
end 

1.3.3 for & repeat

karlSum = 0 
for i = 1, 100 do  -- 范围包含两端 [1,100]
  karlSum = karlSum + i 
end 

-- 使用 "100, 1, -1" 表示递减的范围： 
fredSum = 0 
for j = 100, 1, -1 do 
    fredSum = fredSum + j 
end 
-- 通常，范围表达式为begin, end[, step]. 

-- 循环的另一种结构： 
repeat 
  print('the way of the future') 
  num = num - 1 
until num == 0 

2. 函数

function fib(n)
  if n < 2 then return n end
  return fib(n - 2) + fib(n - 1)
end

-- 支持闭包及匿名函数： 
function adder(x) 
  -- 调用adder时，会创建返回的函数，
  -- 并且会记住x的值： 
  return function (y) return x + y end --匿名函数 function (y)
end 
a1 = adder(9) 
a2 = adder(36) 
print(a1(16))  --> 25 
print(a2(64))  --> 100 

-- 返回值、函数调用和赋值都可以使用长度不匹配的list。 
--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
x, y, z = 1, 2, 3, 4 
-- x = 1、y = 2、z = 3, 而 4 会被丢弃。 

function bar(a, b, c) 
  print(a, b, c) 
  return 4, 8, 15, 16, 23, 42 
end 

x, y = bar('zaphod')  --> 打印 "zaphod  nil nil" 
-- 现在 x = 4, y = 8, 而值15..42被丢弃。 

-- 函数是一等公民，可以是局部的，也可以是全局的。 
-- 以下表达式等价： 
function f(x) return x * x end 
f = function (x) return x * x end 

-- 等价： 
local     function g(x) return math.sin(x) end
local g;
      g = function (x) return math.sin(x) end
local g = function(x)  return math.sin(x) end

-- 调用函数时，只有一个字符串、table参数，省略括号：
print 'hello'  --可以工作。 
print {}       --可以工作。

3. 组合数据结构Table

3.1 Table基础

-- Table = Lua唯一的组合数据结构; 

-- Dict/map字面量默认使用字符串类型的key： 
t = {key1 = 'value1', key2 = false} 

-- 字符串key点标记： 
print(t.key1)  -- 打印 'value1'. 
t.newKey = {}  -- 添加新的键值对。 
t.key2 = nil   -- 从table删除 key2。 
t[i]
t.i                 -- 当索引为字符串类型时的一种简化写法
gettable_event(t,i) -- 采用索引访问本质上是一个类似这样的函数调用

-- 使用任何非nil的值作为key： 
u = {['@!#'] = 'qbert', [{}] = 1729, [6.28] = 'tau'} 
print(u[6.28])  -- 打印 "tau" 

-- 数字和字符串的key按值匹配的，所以字符串和数字是移植性更好的key。 
-- table按id匹配。 
a = u['@!#']  -- 现在 a = 'qbert'. 
b = u[{}]     -- 我们得到 b = nil ，因为没有找到。

-- 只需要一个table参数的函数调用不需要括号： 
function h(x) print(x.key1) end 
h{key1 = 'Sonmi~451'}  -- 打印'Sonmi~451'. 

for key, val in pairs(u) do  -- 遍历Table
  print(key, val) 
end 

-- _G 是一个特殊的table，用于保存所有的全局变量 
print(_G['_G'] == _G)  -- 打印'true'. 

-- 按列表/数组的方式使用： 

-- 列表字面量隐式添加整数 key键： 
v = {'value1', 'value2', 1.21, 'gigawatts'} 
for i = 1, #v do  -- #v 是列表的大小
  print(v[i])  -- 索引从 1 开始!! 太疯狂了！ 
end
-- 'list'并非真正的类型，v 其实是一个table， 
-- 只不过它用连续的整数作为key，可以像list那样去使用。 

function average(...)
   result = 0
   local arg={...}  --> {...} 表示一个由所有变长参数构成的数组
   for i,v in ipairs(arg) do 
      result = result + v
   end
   print("总共传入 " .. select("#",...) .. " 个数")
   return result/select("#",...)
end

print("平均值为",average(10,5,3,4,5,6))
--固定参数必须放在变长参数之前:

3.1.1Lua 查找表元素步骤:

--1.在表中查找，如果找到，返回该元素，找不到则继续.
--2.判断该表是否有元表，如果没有元表，返回 nil，有元表则继续。
--3.判断元表有没有 __index 方法，
如果 __index 方法为 nil，则返回 nil；
如果 __index 方法是一个表，则重复 1、2、3；
如果 __index 方法是一个函数，则返回该函数的返回值。

3.1.2 __newindex 元方法

__newindex 元方法用来对表更新，__index则用来对表访问， key存在不更新。

mymetatable = {}
mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, { __newindex = mymetatable })
print(mytable.key1)  --value1
mytable.newkey = "新值2"
print(mytable.newkey,mymetatable.newkey) --nil    新值2
mytable.key1 = "新值1" 
print(mytable.key1,mymetatable.key1) --新值1    nil

3.1.3 table类附加操作

3.2 Table高级

3.2.1 操作符重载(metatable和metamethod )

-- table的元表提供了一种机制，支持类似操作符重载的行为。

f1 = {a = 1, b = 2}  -- 表示一个分数 a/b. 
f2 = {a = 2, b = 3} 

-- 这会失败：
-- s = f1 + f2 

metafraction = {} 
function metafraction.__add(f1, f2) 
  local sum = {} 
  sum.b = f1.b * f2.b 
  sum.a = f1.a * f2.b + f2.a * f1.b 
  return sum
end

setmetatable(f1, metafraction) 
setmetatable(f2, metafraction) 

s = f1 + f2  -- 调用在f1的元表上的__add(f1, f2) 方法 

-- f1, f2 没有关于元表的key，这点和js的prototype不一样。 
-- 因此你必须用getmetatable(f1)获取元表。
-- 元表是一个普通的table， 
-- 元表的key是普通的Lua中的key，例如__add。 

-- 但是下面一行代码会失败，因为s没有元表： 
-- t = s + s 
-- 下面提供的与类相似的模式可以解决这个问题： 

-- 元表的__index 可以重载用于查找的点操作符： 
defaultFavs = {animal = 'gru', food = 'donuts'} 
myFavs = {food = 'pizza'} 
setmetatable(myFavs, {__index = defaultFavs}) 
eatenBy = myFavs.animal  -- 可以工作！感谢元表 

-- 如果在table中直接查找key失败，会使用
-- 元表的__index 递归地重试。

-- __index的值也可以是function(tbl, key)
-- 这样可以支持自定义查找。 

-- __index、__add等的值，被称为元方法。 
-- 这里是一个table元方法的清单： 

-- __add(a, b)                     for a + b 
-- __sub(a, b)                     for a - b 
-- __mul(a, b)                     for a * b 
-- __div(a, b)                     for a / b 
-- __mod(a, b)                     for a % b 
-- __pow(a, b)                     for a ^ b 
-- __unm(a)                        for -a 
-- __concat(a, b)                  for a .. b 
-- __len(a)                        for #a 
-- __eq(a, b)                      for a == b 
-- __lt(a, b)                      for a < b 
-- __le(a, b)                      for a <= b 
-- __index(a, b)  <fn or a table>  for a.b 
-- __newindex(a, b, c)             for a.b = c 
-- __call(a, ...)                  for a(...) 

3.2.2 类结构

-- Lua没有内建的类；可以通过不同的方法，利用表和元表
-- 来实现类。 
Dog = {}                                   -- 1. 表

function Dog:new()                         -- 2. 
  local newObj = {sound = 'woof'}          -- 3. 
  self.__index = self                      -- 4. 
  return setmetatable(newObj, self)        -- 5. 元表
end 

function Dog:makeSound()                   -- 6. 
  print('I say ' .. self.sound) 
end 

mrDog = Dog:new()                          -- 7. 
mrDog:makeSound()  -- 'I say woof'         -- 8. 

-- 1. Dog看上去像一个类；其实它是一个table。 
-- 2. 函数tablename:fn(...) 等价于
--    函数tablename.fn(self, ...)
--    冒号（:）只是添加了self作为第一个参数。 
--    阅读7 & 8条 了解self变量是如何得到其值的。 
-- 3. newObj是类Dog的一个实例。 
-- 4. self = 被继承的类。通常self = Dog，不过继承可以改变它。 
--    如果把newObj的元表和__index都设置为self， 
--    newObj就可以得到self的函数。 
-- 5. 备忘：setmetatable返回其第一个参数。 
-- 6. 冒号（：）的作用和第2条一样，不过这里 
--    self是一个实例，而不是类 
-- 7. 等价于Dog.new(Dog)，所以在new()中，self = Dog。 
-- 8. 等价于mrDog.makeSound(mrDog); self = mrDog。 

3.2.3 类继承实现

-- 继承的例子： 

LoudDog = Dog:new()                           -- 1. 

function LoudDog:makeSound() 
  local s = self.sound .. ' '                       -- 2. 
  print(s .. s .. s) 
end 

seymour = LoudDog:new()                       -- 3. 
seymour:makeSound()  -- 'woof woof woof'      -- 4. 

-- 1. LoudDog获得Dog的方法和变量列表。 
-- 2. 因为new()的缘故，self拥有了一个'sound' key，参见第3条。 
-- 3. 等价于LoudDog.new(LoudDog)，转换一下就是 
--    Dog.new(LoudDog)，这是因为LoudDog没有'new' key， 
--    但是它的元表中有 __index = Dog。 
--    结果: seymour的元表是LoudDog，并且 
--    LoudDog.__index = Dog。所以有seymour.key 
--    = seymour.key, LoudDog.key, Dog.key 
--    从其中第一个有指定key的table获取。 
-- 4. 在LoudDog可以找到'makeSound'的key； 
--    等价于LoudDog.makeSound(seymour)。 

-- 如果有必要，子类也可以有new()，与基类相似： 
function LoudDog:new() 
  local newObj = {} 
  -- 初始化newObj 
  self.__index = self 
  return setmetatable(newObj, self) 
end 

4. 模块

-- 假设文件mod.lua的内容类似这样： 
local M = {} 

local function sayMyName() 
  print('Hrunkner') 
end 

function M.sayHello() 
  print('Why hello there') 
  sayMyName() 
end 

return M 


-- 另一个文件可以使用mod.lua的功能： 
local mod = require('mod')  -- 运行文件mod.lua. 

-- require是包含模块的标准做法。 
-- require等价于:     (针对没有被缓存的情况；参见后面的内容) 
local mod = (function () 
  <contents of mod.lua> 
end)() 
-- mod.lua被包在一个函数体中，因此mod.lua的局部变量
-- 对外不可见。 

-- 下面的代码可以工作，因为在这里mod = mod.lua 中的 M： 
mod.sayHello()  -- Says hello to Hrunkner. 

-- 这是错误的；sayMyName只在mod.lua中存在： 
mod.sayMyName()  -- 错误 

-- require返回的值会被缓存，所以一个文件只会被运行一次， 
-- 即使它被require了多次。 

-- 假设mod2.lua包含代码"print('Hi!')"。 
local a = require('mod2')  -- 打印Hi! 
local b = require('mod2')  -- 不再打印; a=b. 

-- dofile与require类似，但是不缓存： 
dofile('mod2')  --> Hi! 
dofile('mod2')  --> Hi! (再次运行，与require不同) 

-- loadfile加载一个lua文件，但是并不运行它。 
f = loadfile('mod2')  -- Calling f() runs mod2.lua. 

-- loadstring是loadfile的字符串版本。 
g = loadstring('print(343)')  --返回一个函数。 
g()  -- 打印343; 在此之前什么也不打印。 
--c 动态库
local path = "/usr/local/lua/lib/libluasocket.so"
local f = loadlib(path, "luaopen_socket")

5. thread（线程）

5.1协同程序（coroutine）

在 Lua 里，最主要的线程是协同程序（coroutine）。它跟线程（thread）差不多，拥有自己独立的栈、局部变量和指令指针，可以跟其他协同程序共享全局变量和其他大部分东西。

线程跟协程的区别：线程可以同时多个运行，而协程任意时刻只能运行一个，并且处于运行状态的协程只有被挂起（suspend）时才会暂停。

例子

-- coroutine_test.lua 文件
co = coroutine.create(function(i)  print(i);  end)
coroutine.resume(co, 1)   -- 1
print(coroutine.status(co))  -- dead
print("----------")
 
co = coroutine.wrap(  function(i)  print(i);  end)
co(1)
print("----------")
 
co2 = coroutine.create(
    function()
        for i=1,10 do
            print(i)
            if i == 3 then
                print(coroutine.status(co2))  --running
                print(coroutine.running()) --thread:XXXXXX
            end
            coroutine.yield()
        end
    end
)
 
coroutine.resume(co2) --1
coroutine.resume(co2) --2
coroutine.resume(co2) --3
 
print(coroutine.status(co2))   -- suspended
print(coroutine.running())
 
print("----------")

运行结果

1
dead
----------
1
----------
1
2
3
running
thread: 0x7fb801c05868    false
suspended
thread: 0x7fb801c04c88    true
----------

6. userdata（自定义类型）

userdata 是一种用户自定义数据，用于表示一种由应用程序或 C/C++ 语言库所创建的类型，可以将任意 C/C++ 的任意数据类型的数据（通常是 struct 和 指针）存储到 Lua 变量中调用。

7. string

7.1 基本函数

string.upper(argument)
string.lower(argument)
string.gsub(mainString,findString,replaceString,num) --default all
string.find (str, substr, [init, [end]]) --init为索引返回其pos or nil。
string.reverse(arg)  --字符串反转
string.format("the value is:%d",4)
string.char(97,98,99,100) --abcd
string.byte("ABCD",4) --68
string.len("abc") --3
string.rep("a",3)   --aaa
print("aaa.".."bbb") --aaabbb
string.match("I have 2 questions for you.", "%d+ %a+")
--2 questions
string.format("%d, %q", string.match("I have 2 questions for you.", "(%d+) (%a+)"))
--2, "questions"

string.format("%c", 83)                 -- 输出S
string.format("%+d", 17.0)              -- 输出+17
string.format("%05d", 17)               -- 输出00017
string.format("%o", 17)                 -- 输出21
string.format("%u", 3.14)               -- 输出3
string.format("%x", 13)                 -- 输出d
string.format("%X", 13)                 -- 输出D
string.format("%e", 1000)               -- 输出1.000000e+03
string.format("%E", 1000)               -- 输出1.000000E+03
string.format("%6.3f", 13)              -- 输出13.000
string.format("%q", "One\nTwo")         -- 输出"One\
                                        -- 　　Two"
string.format("%s", "monkey")           -- 输出monkey
string.format("%10s", "monkey")         -- 输出    monkey
string.format("%5.3s", "monkey")        -- 输出  mon 只显示前n位.

--%q     - 接受一个字符串并将其转化为可安全被Lua编译器读入的格式
--%s     - 接受一个字符串并按照给定的参数格式化该字符串
--(1) +:正数显示正号.
--(2) 占位符: 0. 默认占位符是空格.
--(3) 对齐标识: 在指定了字串宽度时, 默认为右对齐, 增加-号可以改为左对齐.
--(4) 宽度数值

7.2 模式匹配

它用于模式匹配函数 string.find, string.gmatch, string.gsub, string.match。

. : 与任何字符配对
%a: 与任何字母配对
%c: 与任何控制符配对(例如\n)
%d: 与任何数字配对
%l: 与任何小写字母配对
%p: 与任何标点(punctuation)配对
%s: 与空白字符配对
%u: 与任何大写字母配对
%w: 与任何字母/数字配对
%x: 与任何十六进制数配对
%z: 与任何代表0的字符配对
%x:(此处x是非字母非数字字符): 与字符x配对. 主要用来处理表达式中有功能的字符(^$()%.[]*+-?)的配对问题, 例如%%与%配对
[数个字符类]: 与任何[]中包含的字符类配对. 例如[%w_]与任何字母/数字, 或下划线符号(_)配对
[^数个字符类]: 与任何不包含在[]中的字符类配对. 例如[^%s]与任何非空白字符配对

8. 文件 I/O

I/O 库用于读取和处理文件。分为简单模式（和C一样）、复杂模式（C++模式）。

file = io.open (filename [, mode])

8.1 mode枚举值

8.2 用例1

-- 以只读方式打开文件
file = io.open("test.lua", "r")

-- 设置默认输入文件为 test.lua
io.input(file)

-- 输出文件第一行
print(io.read())

-- 关闭打开的文件
io.close(file)

-- 以附加的方式打开只写文件
file = io.open("test.lua", "a")

-- 设置默认输出文件为 test.lua
io.output(file)

-- 在文件最后一行添加 Lua 注释
io.write("--  test.lua 文件末尾注释")

-- 关闭打开的文件
io.close(file)
io.read()
"*n"	--读取一个数字并返回它。例：io.read("*n")
"*a"	--从当前位置读取整个文件。例：io.read("*a")
"*l"--（默认）	读取下一行，在文件尾 (EOF) 处返回 nil。例：io.read("*l")
number	--返回一个指定字符个数的字符串，或在 EOF 时返回 nil。例：io.read(5)

8.3 用例2

-- 以只读方式打开文件
file = io.open("test.lua", "r")

-- 输出文件第一行
print(file:read())

-- 关闭打开的文件
file:close()

-- 以附加的方式打开只写文件
file = io.open("test.lua", "a")

-- 在文件最后一行添加 Lua 注释
file:write("--test")

-- 关闭打开的文件
file:close()

9.Lua 错误处理

9.1 assert

local function add(a,b)
   assert(type(a) == "number", "a 不是一个数字")
   assert(type(b) == "number", "b 不是一个数字")
   return a+b
end
add(10) --"b 不是一个数字"

9.2 error

error (message [, level])
--  Level=1[默认]：为调用error位置(文件+行号)
--  Level=2：指出哪个调用error的函数的函数
--  Level=0:不添加错误位置信息

9.3 pcall

pcall接收一个函数和要传递给后者的参数，捕获函数执行中的任何错误。成功返回true；失败false，errorinfo．但pcall返回时，它已经销毁了调用桟的部分内容。

if pcall(function_name, ….) then
-- 没有错误
else
-- 一些错误
end

9.4 xpcall

xpcall接收第二个参数——一个错误处理函数，当错误发生时，Lua会在调用桟展开（unwind）前调用错误处理函数，于是就可以在这个函数中使用debug库来获取关于错误的额外信息了。

function myfunction ()
   n = n/nil
end

function myerrorhandler( err )
   print( "ERROR:", err )
end

status = xpcall( myfunction, myerrorhandler )
print( status)
--ERROR:    test2.lua:2: attempt to perform arithmetic on global 'n' (a nil value)
--false

xpcall(function(i) print(i) error('error..') end, function() print(debug.traceback()) end, 33)

10. debug