Lua 语法学习

Lua 脚本

设计目的：

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特性：

轻量级: 它用标准C语言编写并以源代码形式开放，编译后仅仅一百余K，可以很方便的嵌入别的程序里。
可扩展: Lua提供了非常易于使用的扩展接口和机制：由宿主语言(通常是C或C++)提供这些功能，Lua可以使用它们，就像是本来就内置的功能一样。
其它特性：
- 支持面向过程(procedure-oriented)编程和函数式编程(functional programming)；
- 自动内存管理；只提供了一种通用类型的表（table），用它可以实现数组，哈希表，集合，对象；
- 语言内置模式匹配；闭包(closure)；函数也可以看做一个值；提供多线程（协同进程，并非操作系统所支持的线程）支持；
- 通过闭包和table可以很方便地支持面向对象编程所需要的一些关键机制，比如数据抽象，虚函数，继承和重载等。

Lua应用场景：

游戏开发
独立应用脚本
Web 应用脚本
扩展和数据库插件如：MySQL Proxy 和 MySQL WorkBench
安全系统，如入侵检测系统

1. Lua基本语法

1.1 交互式编程

Lua 提供了交互式编程模式。我们可以在命令行中输入程序并立即查看效果。

Lua 交互式编程模式可以通过命令 lua -i 或 lua 来启用：

$ lua -i 
$ Lua 5.3.0  Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio
>

在命令行中，输入以下命令：

> print("Hello World！")

接着我们按下回车键，输出结果如下：

> print("Hello World！")
Hello World！
>

1.2 脚本式编程

我们可以将 Lua 程序代码保存到一个以 lua 结尾的文件，并执行，该模式称为脚本式编程，如我们将如下代码存储在名为 hello.lua 的脚本文件中：

print("Hello World！")
print("www.runoob.com")

使用 lua 名执行以上脚本，输出结果为：

$ lua hello.lua
Hello World！
www.runoob.com

我们也可以将代码修改为如下形式来执行脚本（在开头添加：#!/usr/local/bin/lua）：

#!/usr/local/bin/lua

print("Hello World！")
print("www.runoob.com")

以上代码中，我们指定了 Lua 的解释器 /usr/local/bin directory。加上 # 号标记解释器会忽略它。接下来我们为脚本添加可执行权限，并执行：

./hello.lua 
Hello World！
www.runoob.com

1.3 注释

单行注释

-- 注释内容

多行注释

--[[
 多行注释
 多行注释
 --]]

1.4 标识符

Lua 标示符用于定义一个变量，函数获取其他用户定义的项。标示符以一个字母 A 到 Z 或 a 到 z 或下划线 _ 开头后加上 0 个或多个字母，下划线，数字（0 到 9）。

最好不要使用下划线加大写字母的标示符，因为Lua的保留字也是这样的。

Lua 不允许使用特殊字符如 @, $, 和 % 来定义标示符。 Lua 是一个区分大小写的编程语言。因此在 Lua 中 Runoob 与 runoob 是两个不同的标示符。以下列出了一些正确的标示符：

mohd         zara      abc     move_name    a_123
myname50     _temp     j       a23b9        retVal

1.5 关键词

以下列出了 Lua 的保留关键词。保留关键字不能作为常量或变量或其他用户自定义标示符：

and	break	do	else
elseif	end	false	for
function	if	in	local
nil	not	or	repeat
return	then	true	until
while	goto

一般约定，以下划线开头连接一串大写字母的名字（比如 _VERSION）被保留用于 Lua 内部全局变量。

1.6 全局变量

在默认情况下，变量总是认为是全局的。

全局变量不需要声明，给一个变量赋值后即创建了这个全局变量，访问一个没有初始化的全局变量也不会出错，只不过得到的结果是：nil。

> print(b)
nil
> b=10
> print(b)
10
>

如果你想删除一个全局变量，只需要将变量赋值为nil。当且仅当一个变量不等于nil时，这个变量即存在。

2 . Lua数据类型

Lua 是动态类型语言，变量不要类型定义,只需要为变量赋值。值可以存储在变量中，作为参数传递或结果返回。

Lua 中有 8 个基本类型分别为：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread 和 table。

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

-- type 函数测试给定变量或者值的类型：
print(type("Hello world"))      --> string
print(type(10.4*3))             --> number
print(type(print))              --> function
print(type(type))               --> function
print(type(true))               --> boolean
print(type(nil))                --> nil
print(type(type(X)))            --> string

3. Lua变量

变量在使用前，需要在代码中进行声明，即创建该变量。

编译程序执行代码之前编译器需要知道如何给语句变量开辟存储区，用于存储变量的值。

Lua 变量有三种类型：全局变量、局部变量、表中的域。

Lua 中的变量全是全局变量，那怕是语句块或是函数里，除非用 local 显式声明为局部变量。

局部变量的作用域为从声明位置开始到所在语句块结束。

变量的默认值均为 nil。

-- test.lua 文件脚本
a = 5               -- 全局变量
local b = 5         -- 局部变量

function joke()
    c = 5           -- 全局变量
    local d = 6     -- 局部变量
end

joke()
print(c,d)          --> 5 nil

do
    local a = 6     -- 局部变量
    b = 6           -- 对局部变量重新赋值
    print(a,b);     --> 6 6
end

print(a,b)      --> 5 6

3.1 赋值语句

a = "hello" .. "world"
t.n = t.n + 1

当变量个数和值的个数不一致时，Lua会一直以变量个数为基础采取以下策略：

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

应该尽可能的使用局部变量，有两个好处：

避免命名冲突。
访问局部变量的速度比全局变量更快。

3.2 索引

对 table 的索引使用方括号 []。Lua 也提供了 . 操作。

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

> site = {}
> site["key"] = "www.runoob.com"
> print(site["key"])
www.runoob.com
> print(site.key)
www.runoob.com

4. Lua循环

Lua 语言提供了以下几种循环处理方式：

循环类型	描述
while 循环	在条件为 true 时，让程序重复地执行某些语句。执行语句前会先检查条件是否为 true。
for 循环	重复执行指定语句，重复次数可在 for 语句中控制。
repeat...until	重复执行循环，直到指定的条件为真时为止
循环嵌套	可以在循环内嵌套一个或多个循环语句（while do ... end;for ... do ... end;repeat ... until;）

Lua 支持以下循环控制语句：

控制语句	描述
break 语句	退出当前循环或语句，并开始脚本执行紧接着的语句。
goto 语句	将程序的控制点转移到一个标签处。

4.1 数值for循环

Lua 编程语言中数值 for 循环语法格式:

for var=exp1,exp2,exp3 do  
    <执行体>  
end

var 从 exp1 变化到 exp2，每次变化以 exp3 为步长递增 var，并执行一次 "执行体"。exp3 是可选的，如果不指定，默认为1。

// for的三个表达式在循环开始前一次性求值，以后不再进行求值。比如上面的f(x)只会在循环开始前执行一次，其结果用在后面的循环中。
for i=1,f(x) do
    print(i)
end
 
for i=10,1,-1 do
    print(i)
end

4.2 泛型for循环

泛型 for 循环通过一个迭代器函数来遍历所有值，类似 java 中的 foreach 语句。

Lua 编程语言中泛型 for 循环语法格式:

--打印数组a的所有值  
a = {"one", "two", "three"}
for i, v in ipairs(a) do
    print(i, v)
end

i是数组索引值，v是对应索引的数组元素值。ipairs是Lua提供的一个迭代器函数，用来迭代数组。

4.3 repeat...until 循环

Lua 编程语言中 repeat...until 循环语法格式:

repeat
   statements
until( condition )

4.4 循环嵌套

Lua 编程语言中 for 循环嵌套语法格式:

for init,max/min value, increment
do
   for init,max/min value, increment
   do
      statements
   end
   statements
end

Lua 编程语言中 while 嵌套语法格式:

while(condition)
do
   while(condition)
   do
      statements
   end
   statements
end

Lua 编程语言中 repeat...until 循环嵌套语法格式:

repeat
   statements
   repeat
      statements
   until( condition )
until( condition )

4.5 循环控制语句

break 语句插入在循环体中，用于退出当前循环或语句，并开始脚本执行紧接着的语句。

--[ 定义变量 --]
a = 10

--[ while 循环 --]
while( a < 20 )
do
   print("a 的值为:", a)
   a=a+1
   if( a > 15)
   then
      --[ 使用 break 语句终止循环 --]
      break
   end
end

goto 语句允许将控制流程无条件地转到被标记的语句处。

for i=1, 3 do
    if i <= 2 then
        print(i, "yes continue")
        goto continue
    end
    print(i, " no continue")
    ::continue::
    print([[i'm end]])
end

5. 流程控制

控制结构的条件表达式结果可以是任何值，Lua认为false和nil为假，true和非nil为真。

--[ 0 为 true ]
if(0)
then
    print("0 为 true")
end

5.1 if语句

--[ 定义变量 --]
a = 10;

--[ 使用 if 语句 --]
if( a < 20 )
then
   --[ if 条件为 true 时打印以下信息 --]
   print("a 小于 20" );
end
print("a 的值为:", a);

5.2 if else语句

--[ 定义变量 --]
a = 100;
--[ 检查条件 --]
if( a < 20 )
then
   --[ if 条件为 true 时执行该语句块 --]
   print("a 小于 20" )
else
   --[ if 条件为 false 时执行该语句块 --]
   print("a 大于 20" )
end
print("a 的值为 :", a)
    
    
    
    --[ 定义变量 --]
a = 100

--[ 检查布尔条件 --]
if( a == 10 )
then
   --[ 如果条件为 true 打印以下信息 --]
   print("a 的值为 10" )
elseif( a == 20 )
then  
   --[ if else if 条件为 true 时打印以下信息 --]
   print("a 的值为 20" )
elseif( a == 30 )
then
   --[ if else if condition 条件为 true 时打印以下信息 --]
   print("a 的值为 30" )
else
   --[ 以上条件语句没有一个为 true 时打印以下信息 --]
   print("没有匹配 a 的值" )
end
print("a 的真实值为: ", a )

5.3 if else的嵌套

--[ 定义变量 --]
a = 100;
b = 200;

--[ 检查条件 --]
if( a == 100 )
then
   --[ if 条件为 true 时执行以下 if 条件判断 --]
   if( b == 200 )
   then
      --[ if 条件为 true 时执行该语句块 --]
      print("a 的值为 100 b 的值为 200" );
   end
end
print("a 的值为 :", a );
print("b 的值为 :", b );

6. Lua函数

在Lua中，函数是对语句和表达式进行抽象的主要方法。既可以用来处理一些特殊的工作，也可以用来计算一些值。

Lua 函数主要有两种用途：

1.完成指定的任务，这种情况下函数作为调用语句使用；
2.计算并返回值，这种情况下函数作为赋值语句的表达式使用。

Lua 编程语言函数定义格式如下：

optional_function_scope function function_name( argument1, argument2, argument3..., argumentn)
    function_body
    return result_params_comma_separated
end

optional_function_scope: 该参数是可选的指定函数是全局函数还是局部函数，未设置该参数默认为全局函数，如果你需要设置函数为局部函数需要使用关键字 local。
function_name: 指定函数名称。
argument1, argument2, argument3..., argumentn: 函数参数，多个参数以逗号隔开，函数也可以不带参数。
function_body: 函数体，函数中需要执行的代码语句块。
result_params_comma_separated: 函数返回值，Lua语言函数可以返回多个值，每个值以逗号隔开。

6.1 多返回值

function maximum (a)
    local mi = 1             -- 最大值索引
    local m = a[mi]          -- 最大值
    for i,val in ipairs(a) do
       if val > m then
           mi = i
           m = val
       end
    end
    return m, mi
end

print(maximum({8,10,23,12,5}))

6.2 可变参数

function average(...)
   result = 0
   local arg={...}    --> arg 为一个表，局部变量
   for i,v in ipairs(arg) do
      result = result + v
   end
   print("总共传入 " .. #arg .. " 个数")
   return result/#arg
end

print("平均值为",average(10,5,3,4,5,6))

通常在遍历变长参数的时候只需要使用 {…}，然而变长参数可能会包含一些 nil，那么就可以用 select 函数来访问变长参数了：select('#', …) 或者 select(n, …)
- select('#', …) 返回可变参数的长度。
- select(n, …) 用于返回从起点 n 开始到结束位置的所有参数列表。
调用 select 时，必须传入一个固定实参 selector(选择开关) 和一系列变长参数。如果 selector 为数字 n，那么 select 返回参数列表中从索引 n 开始到结束位置的所有参数列表，否则只能为字符串 #，这样 select 返回变长参数的总数。

do  
    function foo(...)  
        for i = 1, select('#', ...) do  -->获取参数总数
            local arg = select(i, ...); -->读取参数，arg 对应的是右边变量列表的第一个参数
            print("arg", arg);  
        end  
    end  
 
    foo(1, 2, 3, 4);  
end

7. Lua运算符

运算符是一个特殊的符号，用于告诉解释器执行特定的数学或逻辑运算。Lua提供了以下几种运算符类型：

算术运算符
关系运算符
逻辑运算符
其他运算符

7.1 算数运算符

下表列出了 Lua 语言中的常用算术运算符，设定 A 的值为10，B 的值为 20：

操作符	描述	实例
+	加法	A + B 输出结果 30
-	减法	A - B 输出结果 -10
*	乘法	A * B 输出结果 200
/	除法	B / A 输出结果 2
%	取余	B % A 输出结果 0
^	乘幂	A^2 输出结果 100
-	负号	-A 输出结果 -10

7.2 关系运算符

下表列出了 Lua 语言中的常用关系运算符，设定 A 的值为10，B 的值为 20：

操作符	描述	实例
==	等于，检测两个值是否相等，相等返回 true，否则返回 false	(A == B) 为 false。
~=	不等于，检测两个值是否相等，不相等返回 true，否则返回 false	(A ~= B) 为 true。
>	大于，如果左边的值大于右边的值，返回 true，否则返回 false	(A > B) 为 false。
<	小于，如果左边的值大于右边的值，返回 false，否则返回 true	(A < B) 为 true。
>=	大于等于，如果左边的值大于等于右边的值，返回 true，否则返回 false	(A >= B) 返回 false。
<=	小于等于，如果左边的值小于等于右边的值，返回 true，否则返回 false	(A <= B) 返回 true。

7.3 逻辑运算符

下表列出了 Lua 语言中的常用逻辑运算符，设定 A 的值为 true，B 的值为 false：

操作符	描述	实例
and	逻辑与操作符。若 A 为 false，则返回 A，否则返回 B。	(A and B) 为 false。
or	逻辑或操作符。若 A 为 true，则返回 A，否则返回 B。	(A or B) 为 true。
not	逻辑非操作符。与逻辑运算结果相反，如果条件为 true，逻辑非为 false。	not(A and B) 为 true。

7.4 其他运算符

下表列出了 Lua 语言中的连接运算符与计算表或字符串长度的运算符：

操作符	描述	实例
..	连接两个字符串	a..b ，其中 a 为 "Hello " ， b 为 "World", 输出结果为 "Hello World"。
#	一元运算符，返回字符串或表的长度。	#"Hello" 返回 5

7.5 运算符优先级

从高到低的顺序
^
not    - (unary)
*      /       %
+      -
..
<      >      <=     >=     ~=     ==
and
or
    
    除了 ^ 和 .. 外所有的二元运算符都是左连接的。
    
a+i < b/2+1          <-->       (a+i) < ((b/2)+1)
5+x^2*8              <-->       5+((x^2)*8)
a < y and y <= z     <-->       (a < y) and (y <= z)
-x^2                 <-->       -(x^2)
x^y^z                <-->       x^(y^z)

8. Lua字符串

字符串或串(String)是由数字、字母、下划线组成的一串字符。

Lua 语言中字符串可以使用以下三种方式来表示：

单引号间的一串字符。
双引号间的一串字符。
[[ 与 ]] 间的一串字符。

string1 = "Lua"
print("\"字符串 1 是\"",string1)
string2 = 'runoob.com'
print("字符串 2 是",string2)

string3 = [["Lua 教程"]]
print("字符串 3 是",string3)

转义字符	意义	ASCII码值（十进制）
\a	响铃(BEL)	007
\b	退格(BS) ，将当前位置移到前一列	008
\f	换页(FF)，将当前位置移到下页开头	012
\n	换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头	010
\r	回车(CR) ，将当前位置移到本行开头	013
\t	水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置）	009
\v	垂直制表(VT)	011
\	代表一个反斜线字符'''	092
'	代表一个单引号（撇号）字符	039
"	代表一个双引号字符	034
\0	空字符(NULL)	000
\ddd	1到3位八进制数所代表的任意字符	三位八进制
\xhh	1到2位十六进制所代表的任意字符	二位十六进制

8.1 字符串操作

1	string.upper(argument): 字符串全部转为大写字母。
2	string.lower(argument): 字符串全部转为小写字母。
3	string.gsub(mainString,findString,replaceString,num)在字符串中替换。mainString 为要操作的字符串， findString 为被替换的字符，replaceString 要替换的字符，num 替换次数（可以忽略，则全部替换），如：`> string.gsub("aaaa","a","z",3); zzza 3`
4	string.find (str, substr, [init, [end]]) 在一个指定的目标字符串中搜索指定的内容(第三个参数为索引),返回其具体位置。不存在则返回 nil。`> string.find("Hello Lua user", "Lua", 1) 7 9`
5	string.reverse(arg) 字符串反转`> string.reverse("Lua") auL`
6	string.format(...) 返回一个类似printf的格式化字符串`> string.format("the value is:%d",4) the value is:4`
7	string.char(arg) 和 string.byte(arg[,int]) char 将整型数字转成字符并连接， byte 转换字符为整数值(可以指定某个字符，默认第一个字符)。`> string.char(97,98,99,100) abcd > string.byte("ABCD",4) 68 > string.byte("ABCD") 65 >`
8	string.len(arg) 计算字符串长度。`string.len("abc") 3`
9	string.rep(string, n) 返回字符串string的n个拷贝`> string.rep("abcd",2) abcdabcd`
10	.. 链接两个字符串`> print("www.runoob.".."com") www.runoob.com`
11	string.gmatch(str, pattern) 回一个迭代器函数，每一次调用这个函数，返回一个在字符串 str 找到的下一个符合 pattern 描述的子串。如果参数 pattern 描述的字符串没有找到，迭代函数返回nil。`> for word in string.gmatch("Hello Lua user", "%a+") do print(word) end Hello Lua user`
12	string.match(str, pattern, init) string.match()只寻找源字串str中的第一个配对. 参数init可选, 指定搜寻过程的起点, 默认为1。在成功配对时, 函数将返回配对表达式中的所有捕获结果; 如果没有设置捕获标记, 则返回整个配对字符串. 当没有成功的配对时, 返回nil。`> = 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"`

8.2 字符串的截取

字符串截取使用 sub() 方法。

string.sub() 用于截取字符串，原型为：

string.sub(s, i [, j])

参数说明：

s：要截取的字符串。
i：截取开始位置。
j：截取结束位置，默认为 -1，最后一个字符。

8.3 字符串格式化

Lua 提供了 string.format() 函数来生成具有特定格式的字符串, 函数的第一个参数是格式 , 之后是对应格式中每个代号的各种数据。

由于格式字符串的存在, 使得产生的长字符串可读性大大提高了。这个函数的格式很像 C 语言中的 printf()。

以下实例演示了如何对字符串进行格式化操作：

格式字符串可能包含以下的转义码:

%c - 接受一个数字, 并将其转化为ASCII码表中对应的字符
%d, %i - 接受一个数字并将其转化为有符号的整数格式
%o - 接受一个数字并将其转化为八进制数格式
%u - 接受一个数字并将其转化为无符号整数格式
%x - 接受一个数字并将其转化为十六进制数格式, 使用小写字母
%X - 接受一个数字并将其转化为十六进制数格式, 使用大写字母
%e - 接受一个数字并将其转化为科学记数法格式, 使用小写字母e
%E - 接受一个数字并将其转化为科学记数法格式, 使用大写字母E
%f - 接受一个数字并将其转化为浮点数格式
%g(%G) - 接受一个数字并将其转化为%e(%E, 对应%G)及%f中较短的一种格式
%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

为进一步细化格式, 可以在%号后添加参数. 参数将以如下的顺序读入:

(1) 符号: 一个+号表示其后的数字转义符将让正数显示正号. 默认情况下只有负数显示符号.
(2) 占位符: 一个0, 在后面指定了字串宽度时占位用. 不填时的默认占位符是空格.
(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
(5) 小数位数/字串裁切: 在宽度数值后增加的小数部分n, 若后接f(浮点数转义符, 如%6.3f)则设定该浮点数的小数只保留n位, 若后接s(字符串转义符, 如%5.3s)则设定该字符串只显示前n位.

8.4 匹配模式

Lua 中的匹配模式直接用常规的字符串来描述。它用于模式匹配函数 string.find, string.gmatch, string.gsub, string.match。

你还可以在模式串中使用字符类。

字符类指可以匹配一个特定字符集合内任何字符的模式项。比如，字符类 %d 匹配任意数字。所以你可以使用模式串 %d%d/%d%d/%d%d%d%d 搜索 dd/mm/yyyy 格式的日期：

s = "Deadline is 30/05/1999, firm"
date = "%d%d/%d%d/%d%d%d%d"
print(string.sub(s, string.find(s, date)))    --> 30/05/1999

下面的表列出了Lua支持的所有字符类：

单个字符(除 ^$()%.[]*+-? 外): 与该字符自身配对

.(点): 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

当上述的字符类用大写书写时, 表示与非此字符类的任何字符配对. 例如, %S表示与任何非空白字符配对.例如，'%A'非字母的字符:

> print(string.gsub("hello, up-down!", "%A", "."))
hello..up.down.    4

数字4不是字符串结果的一部分，他是gsub返回的第二个结果，代表发生替换的次数。

在模式匹配中有一些特殊字符，他们有特殊的意义，Lua中的特殊字符如下：

( ) . % + - * ? [ ^ $

'%' 用作特殊字符的转义字符，因此 '%.' 匹配点；'%%' 匹配字符 '%'。转义字符 '%'不仅可以用来转义特殊字符，还可以用于所有的非字母的字符。

模式条目可以是：

单个字符类匹配该类别中任意单个字符；
单个字符类跟一个 '*'，将匹配零或多个该类的字符。这个条目总是匹配尽可能长的串；
单个字符类跟一个 '+'，将匹配一或更多个该类的字符。这个条目总是匹配尽可能长的串；
单个字符类跟一个 '-'，将匹配零或更多个该类的字符。和 '*' 不同，这个条目总是匹配尽可能短的串；
单个字符类跟一个 '?'，将匹配零或一个该类的字符。只要有可能，它会匹配一个；
%*n*，这里的 n 可以从 1 到 9；这个条目匹配一个等于 n 号捕获物（后面有描述）的子串。
%b*xy*，这里的 x 和 y 是两个明确的字符；这个条目匹配以 x 开始 y 结束，且其中 x 和 y 保持平衡的字符串。意思是，如果从左到右读这个字符串，对每次读到一个 x 就 +1 ，读到一个 y 就 -1，最终结束处的那个 y 是第一个记数到 0 的 y。举个例子，条目 %b() 可以匹配到括号平衡的表达式。
%f[*set*]，指 边境模式；这个条目会匹配到一个位于 set 内某个字符之前的一个空串，且这个位置的前一个字符不属于 set 。集合 set 的含义如前面所述。匹配出的那个空串之开始和结束点的计算就看成该处有个字符 '\0' 一样。

模式：

模式指一个模式条目的序列。在模式最前面加上符号 '^' 将锚定从字符串的开始处做匹配。在模式最后面加上符号 '$' 将使匹配过程锚定到字符串的结尾。如果 '^' 和 '$' 出现在其它位置，它们均没有特殊含义，只表示自身。

捕获：

模式可以在内部用小括号括起一个子模式；这些子模式被称为 捕获物。当匹配成功时，由 捕获物 匹配到的字符串中的子串被保存起来用于未来的用途。捕获物以它们左括号的次序来编号。例如，对于模式 "(a*(.)%w(%s*))" ，字符串中匹配到 "a*(.)%w(%s*)" 的部分保存在第一个捕获物中（因此是编号 1 ）；由 "." 匹配到的字符是 2 号捕获物，匹配到 "%s*" 的那部分是 3 号。

作为一个特例，空的捕获 () 将捕获到当前字符串的位置（它是一个数字）。例如，如果将模式 "()aa()" 作用到字符串 "flaaap" 上，将产生两个捕获物： 3 和 5 。

9. Lua数组

数组，就是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合，可以是一维数组和多维数组。

Lua 数组的索引键值可以使用整数表示，数组的大小不是固定的。

9.1 一维数组

一维数组是最简单的数组，其逻辑结构是线性表。一维数组可以用for循环出数组中的元素，如下实例：

array = {"Lua", "Tutorial"}

for i= 0, 2 do
   print(array[i])
end

正如你所看到的，我们可以使用整数索引来访问数组元素，如果知道的索引没有值则返回nil。

在 Lua 索引值是以 1 为起始，但你也可以指定 0 开始。

除此外我们还可以以负数为数组索引值：

array = {}

for i= -2, 2 do
   array[i] = i *2
end

for i = -2,2 do
   print(array[i])
end

9.2 多维数组

多维数组即数组中包含数组或一维数组的索引键对应一个数组。

以下是一个三行三列的阵列多维数组：

-- 初始化数组
array = {}
for i=1,3 do
   array[i] = {}
      for j=1,3 do
         array[i][j] = i*j
      end
end

-- 访问数组
for i=1,3 do
   for j=1,3 do
      print(array[i][j])
   end
end
       
-- 初始化数组
array = {}
maxRows = 3
maxColumns = 3
for row=1,maxRows do
   for col=1,maxColumns do
      array[row*maxColumns +col] = row*col
   end
end

-- 访问数组
for row=1,maxRows do
   for col=1,maxColumns do
      print(array[row*maxColumns +col])
   end
end

10. Lua迭代器

迭代器（iterator）是一种对象，它能够用来遍历标准模板库容器中的部分或全部元素，每个迭代器对象代表容器中的确定的地址。

在 Lua 中迭代器是一种支持指针类型的结构，它可以遍历集合的每一个元素。

10.1 泛型for迭代器

泛型 for 在自己内部保存迭代函数，实际上它保存三个值：迭代函数、状态常量、控制变量。

泛型 for 迭代器提供了集合的 key/value 对，语法格式如下：

for k, v in pairs(t) do
    print(k, v)
end

上面代码中，k, v为变量列表；pairs(t)为表达式列表。

下面我们看看泛型 for 的执行过程：

首先，初始化，计算 in 后面表达式的值，表达式应该返回泛型 for 需要的三个值：迭代函数、状态常量、控制变量；与多值赋值一样，如果表达式返回的结果个数不足三个会自动用 nil 补足，多出部分会被忽略。
第二，将状态常量和控制变量作为参数调用迭代函数（注意：对于 for 结构来说，状态常量没有用处，仅仅在初始化时获取他的值并传递给迭代函数）。
第三，将迭代函数返回的值赋给变量列表。
第四，如果返回的第一个值为nil循环结束，否则执行循环体。
第五，回到第二步再次调用迭代函数

在Lua中我们常常使用函数来描述迭代器，每次调用该函数就返回集合的下一个元素。Lua 的迭代器包含以下两种类型：

无状态的迭代器
多状态的迭代器

10.2 无状态的迭代器

无状态的迭代器是指不保留任何状态的迭代器，因此在循环中我们可以利用无状态迭代器避免创建闭包花费额外的代价。

每一次迭代，迭代函数都是用两个变量（状态常量和控制变量）的值作为参数被调用，一个无状态的迭代器只利用这两个值可以获取下一个元素。

这种无状态迭代器的典型的简单的例子是 ipairs，它遍历数组的每一个元素，元素的索引需要是数值。

以下实例我们使用了一个简单的函数来实现迭代器，实现数字 n 的平方：

function square(iteratorMaxCount,currentNumber)
   if currentNumber<iteratorMaxCount
   then
      currentNumber = currentNumber+1
   return currentNumber, currentNumber*currentNumber
   end
end

for i,n in square,3,0
do
   print(i,n)
end

迭代的状态包括被遍历的表（循环过程中不会改变的状态常量）和当前的索引下标（控制变量），ipairs 和迭代函数都很简单，我们在 Lua 中可以这样实现：

function iter (a, i)
    i = i + 1
    local v = a[i]
    if v then
       return i, v
    end
end
 
function ipairs (a)
    return iter, a, 0
end

当 Lua 调用 ipairs(a) 开始循环时，他获取三个值：迭代函数 iter、状态常量 a、控制变量初始值 0；然后 Lua 调用 iter(a,0) 返回 1, a[1]（除非 a[1]=nil）；第二次迭代调用 iter(a,1) 返回 2, a[2]……直到第一个 nil 元素。

10.3 多状态的迭代器

array = {"Google", "Runoob"}

function elementIterator (collection)
   local index = 0
   local count = #collection
   -- 闭包函数
   return function ()
      index = index + 1
      if index <= count
      then
         --  返回迭代器的当前元素
         return collection[index]
      end
   end
end

for element in elementIterator(array)
do
   print(element)
end

11. Lua table(表)

table 是 Lua 的一种数据结构用来帮助我们创建不同的数据类型，如：数组、字典等。

Lua table 使用关联型数组，你可以用任意类型的值来作数组的索引，但这个值不能是 nil。

Lua table 是不固定大小的，你可以根据自己需要进行扩容。

Lua也是通过table来解决模块（module）、包（package）和对象（Object）的。例如string.format表示使用"format"来索引table string。

11.1 table的构造

构造器是创建和初始化表的表达式。表是Lua特有的功能强大的东西。最简单的构造函数是{}，用来创建一个空表。可以直接初始化数组:`

-- 初始化表
mytable = {}

-- 指定值
mytable[1]= "Lua"

-- 移除引用
mytable = nil
-- lua 垃圾回收会释放内存

当我们为 table a 并设置元素，然后将 a 赋值给 b，则 a 与 b 都指向同一个内存。如果 a 设置为 nil ，则 b 同样能访问 table 的元素。如果没有指定的变量指向a，Lua的垃圾回收机制会清理相对应的内存。

11.2 table操作

序号	方法 & 用途
1	table.concat (table [, sep [, start [, end]]]):concat是concatenate(连锁, 连接)的缩写. table.concat()函数列出参数中指定table的数组部分从start位置到end位置的所有元素, 元素间以指定的分隔符(sep)隔开。
2	table.insert (table, [pos,] value):在table的数组部分指定位置(pos)插入值为value的一个元素. pos参数可选, 默认为数组部分末尾.
3	table.maxn (table)指定table中所有正数key值中最大的key值. 如果不存在key值为正数的元素, 则返回0。(Lua5.2之后该方法已经不存在了,本文使用了自定义函数实现)
4	table.remove (table [, pos])返回table数组部分位于pos位置的元素. 其后的元素会被前移. pos参数可选, 默认为table长度, 即从最后一个元素删起。
5	table.sort (table [, comp])对给定的table进行升序排序。

function table_maxn(t)
  local mn=nil;
  for k, v in pairs(t) do
    if(mn==nil) then
      mn=v
    end
    if mn < v then
      mn = v
    end
  end
  return mn
end
tbl = {[1] = 2, [2] = 6, [3] = 34, [26] =5}
print("tbl 最大值：", table_maxn(tbl))
print("tbl 长度 ", #tbl)
    
注意：

当我们获取 table 的长度的时候无论是使用 # 还是 table.getn 其都会在索引中断的地方停止计数，而导致无法正确取得 table 的长度。

可以使用以下方法来代替：
function table_leng(t)
  local leng=0
  for k, v in pairs(t) do
    leng=leng+1
  end
  return leng;
end

12. Lua模块与包

模块类似于一个封装库，从 Lua 5.1 开始，Lua 加入了标准的模块管理机制，可以把一些公用的代码放在一个文件里，以 API 接口的形式在其他地方调用，有利于代码的重用和降低代码耦合度。

Lua 的模块是由变量、函数等已知元素组成的 table，因此创建一个模块很简单，就是创建一个 table，然后把需要导出的常量、函数放入其中，最后返回这个 table 就行。以下为创建自定义模块 module.lua，文件代码格式如下：

-- 文件名为 module.lua
-- 定义一个名为 module 的模块
module = {}
 
-- 定义一个常量
module.constant = "这是一个常量"
 
-- 定义一个函数
function module.func1()
    io.write("这是一个公有函数！\n")
end
 
local function func2()
    print("这是一个私有函数！")
end
 
function module.func3()
    func2()
end
 
return module

由上可知，模块的结构就是一个 table 的结构，因此可以像操作调用 table 里的元素那样来操作调用模块里的常量或函数。

上面的 func2 声明为程序块的局部变量，即表示一个私有函数，因此是不能从外部访问模块里的这个私有函数，必须通过模块里的公有函数来调用.

12.1 require函数

Lua提供了一个名为require的函数用来加载模块。要加载一个模块，只需要简单地调用就可以了。例如：

require("<模块名>")    或者    require "<模块名>"

12.2 加载机制

对于自定义的模块，模块文件不是放在哪个文件目录都行，函数 require 有它自己的文件路径加载策略，它会尝试从 Lua 文件或 C 程序库中加载模块。

require 用于搜索 Lua 文件的路径是存放在全局变量 package.path 中，当 Lua 启动后，会以环境变量 LUA_PATH 的值来初始这个环境变量。如果没有找到该环境变量，则使用一个编译时定义的默认路径来初始化。

当然，如果没有 LUA_PATH 这个环境变量，也可以自定义设置，在当前用户根目录下打开 .profile 文件（没有则创建，打开 .bashrc 文件也可以），例如把 "~/lua/" 路径加入 LUA_PATH 环境变量里：

#LUA_PATH
export LUA_PATH="~/lua/?.lua;;"

这时假设 package.path 的值是：

/Users/dengjoe/lua/?.lua;./?.lua;/usr/local/share/lua/5.1/?.lua;/usr/local/share/lua/5.1/?/init.lua;/usr/local/lib/lua/5.1/?.lua;/usr/local/lib/lua/5.1/?/init.lua

那么调用 require("module") 时就会尝试打开以下文件目录去搜索目标。

/Users/dengjoe/lua/module.lua;
./module.lua
/usr/local/share/lua/5.1/module.lua
/usr/local/share/lua/5.1/module/init.lua
/usr/local/lib/lua/5.1/module.lua
/usr/local/lib/lua/5.1/module/init.lua

如果找过目标文件，则会调用 package.loadfile 来加载模块。否则，就会去找 C 程序库。

搜索的文件路径是从全局变量 package.cpath 获取，而这个变量则是通过环境变量 LUA_CPATH 来初始。

搜索的策略跟上面的一样，只不过现在换成搜索的是 so 或 dll 类型的文件。如果找得到，那么 require 就会通过 package.loadlib 来加载它。

12.3 C包

Lua和C是很容易结合的，使用 C 为 Lua 写包。

与Lua中写包不同，C包在使用以前必须首先加载并连接，在大多数系统中最容易的实现方式是通过动态连接库机制。

Lua在一个叫loadlib的函数内提供了所有的动态连接的功能。这个函数有两个参数:库的绝对路径和初始化函数。所以典型的调用的例子如下:

local path = "/usr/local/lua/lib/libluasocket.so"
local f = loadlib(path, "luaopen_socket")

loadlib 函数加载指定的库并且连接到 Lua，然而它并不打开库（也就是说没有调用初始化函数），反之他返回初始化函数作为 Lua 的一个函数，这样我们就可以直接在Lua中调用他。

如果加载动态库或者查找初始化函数时出错，loadlib 将返回 nil 和错误信息。我们可以修改前面一段代码，使其检测错误然后调用初始化函数：

local path = "/usr/local/lua/lib/libluasocket.so"
-- 或者 path = "C:\\windows\\luasocket.dll"，这是 Window 平台下
local f = assert(loadlib(path, "luaopen_socket"))
f()  -- 真正打开库

一般情况下我们期望二进制的发布库包含一个与前面代码段相似的 stub 文件，安装二进制库的时候可以随便放在某个目录，只需要修改 stub 文件对应二进制库的实际路径即可。

将 stub 文件所在的目录加入到 LUA_PATH，这样设定后就可以使用 require 函数加载 C 库了。

13. Lua元表

在 Lua table 中我们可以访问对应的key来得到value值，但是却无法对两个 table 进行操作。

因此 Lua 提供了元表(Metatable)，允许我们改变table的行为，每个行为关联了对应的元方法。

例如，使用元表我们可以定义Lua如何计算两个table的相加操作a+b。

当Lua试图对两个表进行相加时，先检查两者之一是否有元表，之后检查是否有一个叫"_add"的字段，若找到，则调用对应的值。"__add"等即时字段，其对应的值（往往是一个函数或是table）就是"元方法"。

有两个很重要的函数来处理元表：

setmetatable(table,metatable): 对指定 table 设置元表(metatable)，如果元表(metatable)中存在 __metatable 键值，setmetatable 会失败。
getmetatable(table): 返回对象的元表(metatable)。

mytable = {}                          -- 普通表
mymetatable = {}                      -- 元表
setmetatable(mytable,mymetatable)     -- 把 mymetatable 设为 mytable 的元表

--一行代码
mytable = setmetatable({},{})

13.1 _index方法

这是 metatable 最常用的键。

当你通过键来访问 table 的时候，如果这个键没有值，那么Lua就会寻找该table的metatable（假定有metatable）中的__index 键。如果__index包含一个表格，Lua会在表格中查找相应的键。

如果__index包含一个函数的话，Lua就会调用那个函数，table和键会作为参数传递给函数。

__index 元方法查看表中元素是否存在，如果不存在，返回结果为 nil；如果存在则由 __index 返回结果。

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, {
  __index = function(mytable, key)
    if key == "key2" then
      return "metatablevalue"
    else
      return nil
    end
  end
})

print(mytable.key1,mytable.key2)
    输出结果：
value1    metatablevalue

实例解析：

mytable 表赋值为 {key1 = "value1"}。
mytable 设置了元表，元方法为 __index。
在mytable表中查找 key1，如果找到，返回该元素，找不到则继续。
在mytable表中查找 key2，如果找到，返回 metatablevalue，找不到则继续。
判断元表有没有__index方法，如果__index方法是一个函数，则调用该函数。
元方法中查看是否传入 "key2" 键的参数（mytable.key2已设置），如果传入 "key2" 参数返回 "metatablevalue"，否则返回 mytable 对应的键值。

总结：

Lua 查找一个表元素时的规则，其实就是如下 3 个步骤:

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。

13.2 _newindex元方法

__newindex 元方法用来对表更新，__index则用来对表访问。

当你给表的一个缺少的索引赋值，解释器就会查找__newindex 元方法：如果存在则调用这个函数而不进行赋值操作。

以下实例演示了 __newindex 元方法的应用：

mymetatable = {}
mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, { __newindex = mymetatable })

print(mytable.key1)

mytable.newkey = "新值2"
print(mytable.newkey,mymetatable.newkey)

mytable.key1 = "新值1"
print(mytable.key1,mymetatable.key1)
    
输出：
value1
nil    新值2
新值1    nil

13.3 为表添加操作符

-- 计算表中最大值，table.maxn在Lua5.2以上版本中已无法使用
-- 自定义计算表中最大键值函数 table_maxn，即计算表的元素个数
function table_maxn(t)
    local mn = 0
    for k, v in pairs(t) do
        if mn < k then
            mn = k
        end
    end
    return mn
end

-- 两表相加操作
mytable = setmetatable({ 1, 2, 3 }, {
  __add = function(mytable, newtable)
    for i = 1, table_maxn(newtable) do
      table.insert(mytable, table_maxn(mytable)+1,newtable[i])
    end
    return mytable
  end
})

secondtable = {4,5,6}

mytable = mytable + secondtable
        for k,v in ipairs(mytable) do
print(k,v)
end

__add 键包含在元表中，并进行相加操作。表中对应的操作列表如下：(注意：__是两个下划线)

模式	描述
__add	对应的运算符 '+'.
__sub	对应的运算符 '-'.
__mul	对应的运算符 '*'.
__div	对应的运算符 '/'.
__mod	对应的运算符 '%'.
__unm	对应的运算符 '-'.
__concat	对应的运算符 '..'.
__eq	对应的运算符 '=='.
__lt	对应的运算符 '<'.
__le	对应的运算符 '<=

14. Lua协同程序

Lua 协同程序(coroutine)与线程比较类似：拥有独立的堆栈，独立的局部变量，独立的指令指针，同时又与其它协同程序共享全局变量和其它大部分东西。

协同是非常强大的功能，但是用起来也很复杂。

线程和协同程序的区别

线程与协同程序的主要区别在于，一个具有多个线程的程序可以同时运行几个线程，而协同程序却需要彼此协作的运行。

在任一指定时刻只有一个协同程序在运行，并且这个正在运行的协同程序只有在明确的被要求挂起的时候才会被挂起。

协同程序有点类似同步的多线程，在等待同一个线程锁的几个线程有点类似协同。

方法	描述
coroutine.create()	创建 coroutine，返回 coroutine，参数是一个函数，当和 resume 配合使用的时候就唤醒函数调用
coroutine.resume()	重启 coroutine，和 create 配合使用
coroutine.yield()	挂起 coroutine，将 coroutine 设置为挂起状态，这个和 resume 配合使用能有很多有用的效果
coroutine.status()	查看 coroutine 的状态注：coroutine 的状态有三种：dead，suspended，running，具体什么时候有这样的状态请参考下面的程序
coroutine.wrap（）	创建 coroutine，返回一个函数，一旦你调用这个函数，就进入 coroutine，和 create 功能重复
coroutine.running()	返回正在跑的 coroutine，一个 coroutine 就是一个线程，当使用running的时候，就是返回一个 corouting 的线程号

function foo (a)
    print("foo 函数输出", a)
    return coroutine.yield(2 * a) -- 返回  2*a 的值
end
 
co = coroutine.create(function (a , b)
    print("第一次协同程序执行输出", a, b) -- co-body 1 10
    local r = foo(a + 1)
     
    print("第二次协同程序执行输出", r)
    local r, s = coroutine.yield(a + b, a - b)  -- a，b的值为第一次调用协同程序时传入
     
    print("第三次协同程序执行输出", r, s)
    return b, "结束协同程序"                   -- b的值为第二次调用协同程序时传入
end)
       
print("main", coroutine.resume(co, 1, 10)) -- true, 4
print("--分割线----")
print("main", coroutine.resume(co, "r")) -- true 11 -9
print("---分割线---")
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y")) -- true 10 end
print("---分割线---")
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y")) -- cannot resume dead coroutine
print("---分割线---")
    
    
第一次协同程序执行输出    1    10
foo 函数输出    2
main    true    4
--分割线----
第二次协同程序执行输出    r
main    true    11    -9
---分割线---
第三次协同程序执行输出    x    y
main    true    10    结束协同程序
---分割线---
main    false    cannot resume dead coroutine
---分割线---

以上实例接下如下：

调用resume，将协同程序唤醒,resume操作成功返回true，否则返回false；
协同程序运行；
运行到yield语句；
yield挂起协同程序，第一次resume返回；（注意：此处yield返回，参数是resume的参数）
第二次resume，再次唤醒协同程序；（注意：此处resume的参数中，除了第一个参数，剩下的参数将作为yield的参数）
yield返回；
协同程序继续运行；
如果使用的协同程序继续运行完成后继续调用 resume方法则输出：cannot resume dead coroutine

resume和yield的配合强大之处在于，resume处于主程中，它将外部状态（数据）传入到协同程序内部；而yield则将内部的状态（数据）返回到主程中。

生产者消费者问题：

local newProductor

function productor()
     local i = 0
     while true do
          i = i + 1
          send(i)     -- 将生产的物品发送给消费者
     end
end

function consumer()
     while true do
          local i = receive()     -- 从生产者那里得到物品
          print(i)
     end
end

function receive()
     local status, value = coroutine.resume(newProductor)
     return value
end

function send(x)
     coroutine.yield(x)     -- x表示需要发送的值，值返回以后，就挂起该协同程序
end

-- 启动程序
newProductor = coroutine.create(productor)
consumer()

15. Lua文件I/O

Lua I/O 库用于读取和处理文件。分为简单模式（和C一样）、完全模式。

简单模式（simple model）拥有一个当前输入文件和一个当前输出文件，并且提供针对这些文件相关的操作。
完全模式（complete model）使用外部的文件句柄来实现。它以一种面对对象的形式，将所有的文件操作定义为文件句柄的方法

简单模式在做一些简单的文件操作时较为合适。但是在进行一些高级的文件操作的时候，简单模式就显得力不从心。例如同时读取多个文件这样的操作，使用完全模式则较为合适。

打开文件操作语句如下：

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

mode 的值有：

模式	描述
r	以只读方式打开文件，该文件必须存在。
w	打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。
a	以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。（EOF符保留）
r+	以可读写方式打开文件，该文件必须存在。
w+	打开可读写文件，若文件存在则文件长度清为零，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。
a+	与a类似，但此文件可读可写
b	二进制模式，如果文件是二进制文件，可以加上b
+	号表示对文件既可以读也可以写

15.1 简单模式

简单模式使用标准的 I/O 或使用一个当前输入文件和一个当前输出文件。

以下为 file.lua 文件代码，操作的文件为test.lua(如果没有你需要创建该文件)，代码如下：

-- 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)

在以上实例中我们使用了 io."x" 方法，其中 io.read() 中我们没有带参数，参数可以是下表中的一个：

模式	描述
"*n"	读取一个数字并返回它。例：file.read("*n")
"*a"	从当前位置读取整个文件。例：file.read("*a")
"*l"（默认）	读取下一行，在文件尾 (EOF) 处返回 nil。例：file.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：file.read(5)

其他的 io 方法有：

io.tmpfile():返回一个临时文件句柄，该文件以更新模式打开，程序结束时自动删除
io.type(file): 检测obj是否一个可用的文件句柄
io.flush(): 向文件写入缓冲中的所有数据
io.lines(optional file name): 返回一个迭代函数,每次调用将获得文件中的一行内容,当到文件尾时，将返回nil,但不关闭文件

15.2 完全模式

通常我们需要在同一时间处理多个文件。我们需要使用 file:function_name 来代替 io.function_name 方法。以下实例演示了如何同时处理同一个文件:

-- 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()

read 的参数与简单模式一致。

其他方法:

file:seek(optional whence, optional offset): 设置和获取当前文件位置,成功则返回最终的文件位置(按字节),失败则返回nil加错误信息。参数 whence 值可以是:
- "set": 从文件头开始
- "cur": 从当前位置开始[默认]
- "end": 从文件尾开始
- offset:默认为0
不带参数file:seek()则返回当前位置,file:seek("set")则定位到文件头,file:seek("end")则定位到文件尾并返回文件大小
file:flush(): 向文件写入缓冲中的所有数据
io.lines(optional file name): 打开指定的文件filename为读模式并返回一个迭代函数,每次调用将获得文件中的一行内容,当到文件尾时，将返回nil,并自动关闭文件。
若不带参数时io.lines() <=> io.input():lines(); 读取默认输入设备的内容，但结束时不关闭文件,如：

for line in io.lines("main.lua") do

　　print(line)

　　end

16. Lua错误处理

程序运行中错误处理是必要的，在我们进行文件操作，数据转移及web service 调用过程中都会出现不可预期的错误。如果不注重错误信息的处理，就会造成信息泄露，程序无法运行等情况。

任何程序语言中，都需要错误处理。错误类型有：

语法错误
运行错误

16.1 语法错误

语法错误比程序运行错误更简单，运行错误无法定位具体错误，而语法错误我们可以很快的解决

16.2 运行错误

运行错误是程序可以正常执行，但是会输出报错信息。如下实例由于参数输入错误，程序执行时报错：

function add(a,b)
   return a+b
end

add(10)

16.3 错误处理

我们可以使用两个函数：assert 和 error 来处理错误。实例如下：

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)

error

error (message [, level])

功能：终止正在执行的函数，并返回message的内容作为错误信息(error函数永远都不会返回)

通常情况下，error会附加一些错误位置的信息到message头部。

Level参数指示获得错误的位置:

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

16.4 pcall 和 xpcall、debug

Lua中处理错误，可以使用函数pcall（protected call）来包装需要执行的代码。

pcall接收一个函数和要传递给后者的参数，并执行，执行结果：有错误、无错误；返回值true或者或false, errorinfo。

语法格式如下

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

pcall以一种"保护模式"来调用第一个参数，因此pcall可以捕获函数执行中的任何错误。

通常在错误发生时，希望落得更多的调试信息，而不只是发生错误的位置。但pcall返回时，它已经销毁了调用桟的部分内容。

Lua提供了xpcall函数，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。

debug库提供了两个通用的错误处理函数:

debug.debug：提供一个Lua提示符，让用户来检查错误的原因
debug.traceback：根据调用桟来构建一个扩展的错误消息

function myfunction ()
   n = n/nil
end

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

status = xpcall( myfunction, myerrorhandler )
print( status)

17. Lua调试

Lua 提供了 debug 库用于提供创建我们自定义调试器的功能。Lua 本身并未有内置的调试器，但很多开发者共享了他们的 Lua 调试器代码。

Lua 中 debug 库包含以下函数：

序号	方法 & 用途
1.	debug():进入一个用户交互模式，运行用户输入的每个字符串。使用简单的命令以及其它调试设置，用户可以检阅全局变量和局部变量，改变变量的值，计算一些表达式，等等。输入一行仅包含 cont 的字符串将结束这个函数，这样调用者就可以继续向下运行。
2.	getfenv(object):返回对象的环境变量。
3.	gethook(optional thread):返回三个表示线程钩子设置的值：当前钩子函数，当前钩子掩码，当前钩子计数
4.	getinfo ([thread,] f [, what]):返回关于一个函数信息的表。你可以直接提供该函数，也可以用一个数字 f 表示该函数。数字 f 表示运行在指定线程的调用栈对应层次上的函数： 0 层表示当前函数（getinfo 自身）； 1 层表示调用 getinfo 的函数（除非是尾调用，这种情况不计入栈）；等等。如果 f 是一个比活动函数数量还大的数字， getinfo 返回 nil。
5.	debug.getlocal ([thread,] f, local):此函数返回在栈的 f 层处函数的索引为 local 的局部变量的名字和值。这个函数不仅用于访问显式定义的局部变量，也包括形参、临时变量等。
6.	getmetatable(value):把给定索引指向的值的元表压入堆栈。如果索引无效，或是这个值没有元表，函数将返回 0 并且不会向栈上压任何东西。
7.	getregistry():返回注册表表，这是一个预定义出来的表，可以用来保存任何 C 代码想保存的 Lua 值。
8.	getupvalue (f, up)此函数返回函数 f 的第 up 个上值的名字和值。如果该函数没有那个上值，返回 nil 。以 '(' （开括号）打头的变量名表示没有名字的变量（去除了调试信息的代码块）。
10.	sethook ([thread,] hook, mask [, count]):将一个函数作为钩子函数设入。字符串 mask 以及数字 count 决定了钩子将在何时调用。掩码是由下列字符组合成的字符串，每个字符有其含义：'`c`': 每当 Lua 调用一个函数时，调用钩子；'`r`': 每当 Lua 从一个函数内返回时，调用钩子；'`l`': 每当 Lua 进入新的一行时，调用钩子。
11.	setlocal ([thread,] level, local, value):这个函数将 value 赋给栈上第 level 层函数的第 local 个局部变量。如果没有那个变量，函数返回 nil 。如果 level 越界，抛出一个错误。
12.	setmetatable (value, table):将 value 的元表设为 table （可以是 nil）。返回 value。
13.	setupvalue (f, up, value):这个函数将 value 设为函数 f 的第 up 个上值。如果函数没有那个上值，返回 nil 否则，返回该上值的名字。
14.	traceback ([thread,] [message [, level]]):如果 message 有，且不是字符串或 nil，函数不做任何处理直接返回 message。否则，它返回调用栈的栈回溯信息。字符串可选项 message 被添加在栈回溯信息的开头。数字可选项 level 指明从栈的哪一层开始回溯（默认为 1 ，即调用 traceback 的那里）。

17.1 调试类型

命令行调试
图形界面调试

命令行调试器有：RemDebug、clidebugger、ctrace、xdbLua、LuaInterface - Debugger、Rldb、ModDebug。

图形界调试器有：SciTE、Decoda、ZeroBrane Studio、akdebugger、luaedit。

18. Lua垃圾回收

Lua 采用了自动内存管理。这意味着你不用操心新创建的对象需要的内存如何分配出来，也不用考虑在对象不再被使用后怎样释放它们所占用的内存。

Lua 运行了一个垃圾收集器来收集所有死对象 （即在 Lua 中不可能再访问到的对象）来完成自动内存管理的工作。 Lua 中所有用到的内存，如：字符串、表、用户数据、函数、线程、内部结构等，都服从自动管理。

Lua 实现了一个增量标记-扫描收集器。它使用这两个数字来控制垃圾收集循环：垃圾收集器间歇率和垃圾收集器步进倍率。这两个数字都使用百分数为单位（例如：值 100 在内部表示 1 ）。

垃圾收集器间歇率控制着收集器需要在开启新的循环前要等待多久。增大这个值会减少收集器的积极性。当这个值比 100 小的时候，收集器在开启新的循环前不会有等待。设置这个值为 200 就会让收集器等到总内存使用量达到之前的两倍时才开始新的循环。

垃圾收集器步进倍率控制着收集器运作速度相对于内存分配速度的倍率。增大这个值不仅会让收集器更加积极，还会增加每个增量步骤的长度。不要把这个值设得小于 100 ，那样的话收集器就工作的太慢了以至于永远都干不完一个循环。默认值是 200 ，这表示收集器以内存分配的"两倍"速工作。

如果你把步进倍率设为一个非常大的数字（比你的程序可能用到的字节数还大 10% ），收集器的行为就像一个 stop-the-world 收集器。接着你若把间歇率设为 200 ，收集器的行为就和过去的 Lua 版本一样了：每次 Lua 使用的内存翻倍时，就做一次完整的收集。

18.1 垃圾回收函数

Lua 提供了以下函数collectgarbage ([opt [, arg]])用来控制自动内存管理:

collectgarbage("collect"): 做一次完整的垃圾收集循环。通过参数 opt 它提供了一组不同的功能：
collectgarbage("count"): 以 K 字节数为单位返回 Lua 使用的总内存数。这个值有小数部分，所以只需要乘上 1024 就能得到 Lua 使用的准确字节数（除非溢出）。
collectgarbage("restart"): 重启垃圾收集器的自动运行。
collectgarbage("setpause"): 将 arg 设为收集器的间歇率。返回间歇率的前一个值。
collectgarbage("setstepmul"): 返回步进倍率的前一个值。
collectgarbage("step"): 单步运行垃圾收集器。步长"大小"由 arg 控制。传入 0 时，收集器步进（不可分割的）一步。传入非 0 值，收集器收集相当于 Lua 分配这些多（K 字节）内存的工作。如果收集器结束一个循环将返回 true 。
collectgarbage("stop"): 停止垃圾收集器的运行。在调用重启前，收集器只会因显式的调用运行。

19. Lua面向对象

我们知道，对象由属性和方法组成。LUA中最基本的结构是table，所以需要用table来描述对象的属性。

lua 中的 function 可以用来表示方法。那么LUA中的类可以通过 table + function 模拟出来。

至于继承，可以通过 metetable 模拟出来（不推荐用，只模拟最基本的对象大部分时间够用了）。

Lua 中的表不仅在某种意义上是一种对象。像对象一样，表也有状态（成员变量）；也有与对象的值独立的本性，特别是拥有两个不同值的对象（table）代表两个不同的对象；一个对象在不同的时候也可以有不同的值，但他始终是一个对象；与对象类似，表的生命周期与其由什么创建、在哪创建没有关系。对象有他们的成员函数，表也有：

Account = {balance = 0}
function Account.withdraw (v)
    Account.balance = Account.balance - v
end

这个定义创建了一个新的函数，并且保存在Account对象的withdraw域内，下面我们可以这样调用：

Account.withdraw(100.00)

以下简单的类包含了三个属性： area, length 和 breadth，printArea方法用于打印计算结果：

-- 元类
Rectangle = {area = 0, length = 0, breadth = 0}

-- 派生类的方法 new
function Rectangle:new (o,length,breadth)
  o = o or {}
  setmetatable(o, self)
  self.__index = self
  self.length = length or 0
  self.breadth = breadth or 0
  self.area = length*breadth;
  return o
end

-- 派生类的方法 printArea
function Rectangle:printArea ()
  print("矩形面积为 ",self.area)
end

创建对象

创建对象是为类的实例分配内存的过程。每个类都有属于自己的内存并共享公共数据。

r = Rectangle:new(nil,10,20)

访问属性

我们可以使用点号(.)来访问类的属性：

print(r.length)

访问成员函数

我们可以使用冒号 : 来访问类的成员函数：

r:printArea()

19.1 继承

-- Meta class
Shape = {area = 0}
-- 基础类方法 new
function Shape:new (o,side)
  o = o or {}
  setmetatable(o, self)
  self.__index = self
  side = side or 0
  self.area = side*side;
  return o
end
-- 基础类方法 printArea
function Shape:printArea ()
  print("面积为 ",self.area)
end

-- 创建对象
myshape = Shape:new(nil,10)
myshape:printArea()

Square = Shape:new()
-- 派生类方法 new
function Square:new (o,side)
  o = o or Shape:new(o,side)
  setmetatable(o, self)
  self.__index = self
  return o
end

-- 派生类方法 printArea
function Square:printArea ()
  print("正方形面积为 ",self.area)
end

-- 创建对象
mysquare = Square:new(nil,10)
mysquare:printArea()

Rectangle = Shape:new()
-- 派生类方法 new
function Rectangle:new (o,length,breadth)
  o = o or Shape:new(o)
  setmetatable(o, self)
  self.__index = self
  self.area = length * breadth
  return o
end

-- 派生类方法 printArea
function Rectangle:printArea ()
  print("矩形面积为 ",self.area)
end

-- 创建对象
myrectangle = Rectangle:new(nil,10,20)
myrectangle:printArea()

19.2 函数重写

-- 派生类方法 printArea
function Square:printArea ()
  print("正方形面积 ",self.area)
end

20. Lua数据库访问

本文主要为大家介绍 Lua 数据库的操作库：LuaSQL。他是开源的，支持的数据库有：ODBC, ADO, Oracle, MySQL, SQLite 和 PostgreSQL。

本文为大家介绍MySQL的数据库连接。

LuaSQL 可以使用 LuaRocks 来安装可以根据需要安装你需要的数据库驱动。

LuaRocks 安装方法：

$ wget http://luarocks.org/releases/luarocks-2.2.1.tar.gz
$ tar zxpf luarocks-2.2.1.tar.gz
$ cd luarocks-2.2.1
$ ./configure; sudo make bootstrap
$ sudo luarocks install luasocket
$ lua
Lua 5.3.0 Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio
> require "socket"

require "luasql.mysql"

--创建环境对象
env = luasql.mysql()

--连接数据库
conn = env:connect("数据库名","用户名","密码","IP地址",端口)

--设置数据库的编码格式
conn:execute"SET NAMES UTF8"

--执行数据库操作
cur = conn:execute("select * from role")

row = cur:fetch({},"a")

--文件对象的创建
file = io.open("role.txt","w+");

while row do
    var = string.format("%d %s\n", row.id, row.name)

    print(var)

    file:write(var)

    row = cur:fetch(row,"a")
end


file:close()  --关闭文件对象
conn:close()  --关闭数据库连接
env:close()   --关闭数据库环境

posted @ 2022-04-04 15:24 生活是很好玩的阅读(206) 评论(0) 编辑收藏举报

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