Lua中基本的数据类型、表达式与流程控制语句讲解

1. Lua类型
1.1 基本类型

Lua是一种动态类型语言，没有类型定义的语法。Lua一共有8种基础类型：nil（空）、boolean（布尔）、number（数字）、string（字符串）、userdata（自定义类型）、function（函数）、thread（线程）、table（表）。

函数type可根据一个值返回其类型名称（字符串），如print(type(print))，输出“function”；print(type(type(X))) ，输出“string”。（这里不管X有没有定义，type(X)总是返回字符串）

1.2 各类型要注意的地方

关于boolean：

在Lua中，false和nil视为“false”，其它值均视为“true”（包括数字0和空字符串）。
关于number：

该类型用于表示实数（双精度double），整数也用此类型表示。
关于string：

字符串不能像C语言一样直接修改某个字符，必要时应通过string库创建一个新的字符串。字符串可以用一对匹配的单引号或双引号来界定。可以实用类C语言的转义序列。

此外，可以用双方括号[[内容]]来界定，其中的换行字符均被忽略，适用于包含一整段的字符串。若在左边的两个方括号间加入任意数量的等号，如[===[，则字符串右边应该匹配带相同数量等号的方括号，如]===]，这样做就可以在不加转义的情况下直接嵌入任意内容的字符串。同理注释也可以这样使用，如--[==[匹配--]==]。

Lua提供运行时的数字与字符串自动转换。如print("10"+1) –> 11，print(10 ..20) –> 1020（“..”是字符串连接符，上例将数字转换成字符串并连接，数字和..之间应该留一个空格）。

建议尽量少用自动转换，如有需要可用强制转换。函数tonumber(x)尝试将x转换成数字，若失败则返回nil，函数tostring(x)将x转换成字符串。在字符串前放置“#”可获得字符串的长度，如print(#"length") –> 6。
关于table：

Table是一种具有特殊索引方式的数组，可以实用除nil外的其他类型的值作为索引，其增长与删减均通过自动内存管理来完成。Table是一个“对象”，程序仅持有一个对它们的引用，例如可以通过a = {}创建一个table并将它的引用存储到a，若再b = a，则b与a引用同一个table。若table的某个元素没有初始化，其值即为nil，可以通过赋nil来删除table的某个元素。

有一种等价写法：p["age"]等价于p.age。注意，p.age和p[age]并不等价。

“#”可用于返回一个数组的最后一个索引值（或其大小）。例如print(a[#a])打印列表a的最后一个值，a[#a+1] = io.read()读入一个值并插入到列表a末尾。注意，Lua将nil作为界定数组结尾的标志，当一个数组中间含有nil时，#会认为第一个nil就是结尾，因此应避免对含“空隙”的数组使用#。

在Lua中，一般默认table第一个索引为1而不是C语言中的0。
Function、userdata和thread类型留到以后再讲。
2. 表达式
2.1. 算术操作符

常规的操作符有：+加、-减、*乘、/除、^指数、%取模。其中^可用于任意实数，如x ^ (-1 / 3)计算x的立方根倒数。%可以这样使用：x % 1结果是x的小数部分，x - x % 0.01是x精确到小数点后两位的结果。

2.2. 关系操作符

常规关系操作符有：<小于、>大与、<=小于等于、>=大于等于、==相等、~=不等。==和~=可用于任意两个值，若两个值具有不同类型则不相等，有相同类型则作正常比较（nil只与其自身相等）。对于对象则比较它们的引用。

2.3. 逻辑操作符

逻辑操作符有and、or和not。对and（or）来说，若第一个操作数为假（真），就返回第一个操作数，否则返回第二个操作数。如print(4 and 5) –> 5，print(false or 5) –> 5。

有一些常用写法：x = x or v，可用在没有设置x的时候，将其设为一个默认值v。另一种写法(a and b) or c类似a ? b : c，如max = (x > y) and x or y。

2.4. 字符串连接符

可用“..”（两个点）来连接两个字符串，若其中任一个为数字，Lua会自动转换，如print(0 ..1) –> 01。连接字符串只会创建一个新字符串，不会对原操作数进行修改。

Lua运算符优先级顺序如下图所示。

2.5. Table构造式

除了上述直接赋予{}创建空table以外，可以初始化其值，如day = {"S", "M", "T"}，或者point = {x = 10, y = 20}（即point.x=10，point.y=20）。以上两种初始化方式可以混用，还可以用分号代替逗号，来将列表部分和记录部分明显地分隔开，如polyline = {color = "blue"; {x = 0, y = 0}, {x = 10, y = 10}, {x = 20, y = 30}}，则print(polyline[2].x)` –> 10。

更加通用的初始化格式，可以在方括号间声明索引值，如opnames={["+"] = "add", ["-"] = "minus"}。若某些情况真的需要以0作为一个数组的起始索引，可以这样days={[0] = "S", "M", "T"}。但是不推荐在Lua中以0作为索引起始值，因为大多数内建函数都假设数组起始于索引1。

3. 顺序结构
3.1. 赋值

除了普通的用“=”赋值之外，Lua还允许多重赋值，每个值和每个变量之间用逗号分隔。Lua总会将等号右边值的个数调整到与左边变量个数一致，若值个数少了，则多余的变量将赋予nil；若值个数多了，则多余的值会被丢弃。如a, b = 10, 2 * x，x, y = y, x（交换）。多重赋值一般用于交换两个变量的值，或者接受一个函数的多个返回值。

3.2. 局部变量与程序块

相对于全局变量，Lua还提供了局部变量，给变量加上限定词local即可。局部变量的作用域仅限于声明它们的那个程序块（如控制结构的执行体、函数等）。

注意，在交互模式中每行输入内容自身就形成了一个程序块，因此单句local声明没有效果。可以显式界定一个块，将内容放入一对do-end关键字中即可，这个方法也可以用于严格控制某些局部变量的作用域。

有一种习惯写法local foo = foo，创建一个局部变量foo并用全局变量foo的值初始化它。若后续其他函数改变全局变量foo的值，可以在这里先将其保存起来。

4. 控制结构
所有控制结构语句都有一个显示的终止符：if、for、和while以end结尾，repeat以until结尾。

4.1. if then else(elseif)语句

格式：if <条件1> then <内容1> elseif <条件2> then <内容2> else <内容3> end
Lua中不支持switch语句，所以一连串if elseif语句是很常见的。

4.2. while和repeat语句

格式：while <条件> do <循环体> end

格式：repeat <循环体> until <条件>
在Lua中，一个声明在循环体内的局部变量的作用域包括循环的条件测试。

4.3. 数字型for语句

格式：for var=exp1, exp2, exp3 do <循环体> end
上式表示var从exp1变化到exp2，以exp3作为步长递增var。其中exp3是可选的，若不指定则默认步长为1。如果将exp2设为math.huge，则为无限循环。

有一些细节需要注意。for的3个表达式是在循环开始前一次性求值的，以后将不再求值。另外，控制变量会被自动地声明为for语句的局部变量，仅在循环体内可见。

4.4. 泛型for语句

泛型for循环通过一个迭代器来遍历所有值，如for i,v in ipairs(tableA) do print(v) end，其中i被赋予索引值，而v被赋予对应的元素值。其中ipairs(array)函数用于遍历数组并返回数字下标-元素值对，pairs(table)函数用于遍历table并返回键-值对，string.gmatch(string)迭代字符串中的单词。

泛型for的一个应用是创建逆向table，即新table的键值与原table键值反转。

4.5. break和return语句

这两个语句都用于跳出当前的语句块，break结束一层循环，return结束一个函数的执行。如果刚定义了一个function然后直接要在一开始就跳出函数作为调试用，可以用一个显示的do块来包含return语句，即function foo() do return end end。