title: 104.Lua简明教程 outline: deep
这几天系统地学习了一下Lua这个脚本语言，Lua脚本是一个很轻量级的脚本，也是号称性能最高的脚本，用在很多需要性能的地方，比如：游戏脚本，nginx，wireshark的脚本，当你把他的源码下下来编译后，你会发现解释器居然不到200k，这是多么地变态啊（/bin/sh都要1M，MacOS平台），而且能和C语言非常好的互动。我很好奇得浏览了一下Lua解释器的源码，这可能是我看过最干净的C的源码了。
我不想写一篇大而全的语言手册，一方面是因为已经有了（见本文后面的链接），重要的原因是，因为大篇幅的文章会挫败人的学习热情，我始终觉得好的文章读起来就像拉大便一样，能一口气很流畅地搞完，才会让人爽（这也是我为什么不想写书的原因）。所以，这必然又是一篇“入厕文章”，还是那句话，我希望本文能够让大家利用上下班，上厕所大便的时间学习一个技术。呵呵。
相信你现在已经在厕所里脱掉裤子露出屁股已经准备好大便了，那就让我们畅快地排泄吧……
目录
运行
首先，我们需要知道，Lua是类C的，所以，他是大小写字符敏感的。
下面是Lua的Hello World。注意：Lua脚本的语句的分号是可选的，这个和GO语言很类似。
print("Hello World")
你可以像python一样，在命令行上运行lua命令后进入lua的shell中执行语句。
chenhao-air:lua chenhao$ lua Lua 5.2.2 Copyright (C) 1994-2013 Lua.org, PUC-Rio › print("Hello, World") Hello, World ›
也可以把脚本存成一个文件，用如下命令行来运行。
›lua file.lua
或是像shell一样运行：
chenhao-air:lua chenhao$ cat hello.lua #!/usr/local/bin/lua print("Hello, World") chenhao-air:lua chenhao$ chmod +x hello.lua chenhao-air:test chenhao$ ./hello.lua Hello, World
语法
注释
-- 两个减号是行注释
--[[ 这是块注释 这是块注释 --]]
变量
Lua的数字只有double型，64bits，你不必担心Lua处理浮点数会慢（除非大于100,000,000,000,000），或是会有精度问题。
你可以以如下的方式表示数字，0x开头的16进制和C是很像的。
num = 1024 num = 3.0 num = 3.1416 num = 314.16e-2 num = 0.31416E1 num = 0xff num = 0x56
字符串你可以用单引号，也可以用双引号，还支持C类型的转义，比如： ‘\a’ （响铃）， ‘\b’ （退格）， ‘\f’ （表单）， ‘\n’ （换行）， ‘\r’ （回车）， ‘\t’ （横向制表）， ‘\v’ （纵向制表）， ‘\\’ （反斜杠）， ‘\”‘ （双引号）， 以及 ‘\” （单引号)
下面的四种方式定义了完全相同的字符串（其中的两个中括号可以用于定义有换行的字符串）
a = 'alo\n123"' a = "alo\n123\"" a = '\97lo\10\04923"' a = [[alo 123"]]
C语言中的NULL在Lua中是nil，比如你访问一个没有声明过的变量，就是nil，比如下面的v的值就是nil
v = UndefinedVariable
布尔类型只有nil和false是 false，数字0啊，‘’空字符串（’\0’）都是true！
另外，需要注意的是：lua中的变量如果没有特殊说明，全是全局变量，那怕是语句块或是函数里。变量前加local关键字的是局部变量。
theGlobalVar = 50 local theLocalVar = "local variable"
控制语句
不多说了，直接看代码吧（注意：Lua没有++或是+=这样的操作）
while循环
sum = 0 num = 1 while num ‹= 100 do sum = sum + num num = num + 1 end print("sum =",sum)
if-else分支
if age == 40 and sex =="Male" then print("男人四十一枝花") elseif age › 60 and sex ~="Female" then print("old man without country!") elseif age ‹ 20 then io.write("too young, too naive!\n") else local age = io.read() print("Your age is "..age) end
上面的语句不但展示了if-else语句，也展示了
1）“～=”是不等于，而不是!=
2）io库的分别从stdin和stdout读写的read和write函数
3）字符串的拼接操作符“..”
另外，条件表达式中的与或非为分是：and, or, not关键字。
for 循环
sum = 0 for i = 1, 100 do sum = sum + i end
sum = 0 for i = 1, 100, 2 do sum = sum + i end
sum = 0 for i = 100, 1, -2 do sum = sum + i end
until循环
sum = 2 repeat sum = sum ^ 2 --幂操作 print(sum) until sum ›1000
函数
Lua的函数和Javascript的很像
递归
function fib(n) if n ‹ 2 then return 1 end return fib(n - 2) + fib(n - 1) end
闭包
同样，Javascript附体！
function newCounter() local i = 0 return function() -- anonymous function i = i + 1 return i end end
c1 = newCounter() print(c1()) --› 1 print(c1()) --› 2
function myPower(x) return function(y) return y^x end end
power2 = myPower(2) power3 = myPower(3)
print(power2(4)) --4的2次方 print(power3(5)) --5的3次方
函数的返回值
和Go语言一样，可以一条语句上赋多个值，如：
name, age, bGay = "haoel", 37, false, "[[email protected]]"
上面的代码中，因为只有3个变量，所以第四个值被丢弃。
函数也可以返回多个值：
function getUserInfo(id)
print(id)
return "haoel", 37, "[\[email protected\]]", "https://coolshell.cn"
end
name, age, email, website, bGay = getUserInfo()
注意：上面的示例中，因为没有传id，所以函数中的id输出为nil，因为没有返回bGay，所以bGay也是nil。
局部函数
函数前面加上local就是局部函数，其实，Lua中的函数和Javascript中的一个德行。
比如：下面的两个函数是一样的：
function foo(x) return x^2 end foo = function(x) return x^2 end
Table
所谓Table其实就是一个Key Value的数据结构，它很像Javascript中的Object，或是PHP中的数组，在别的语言里叫Dict或Map，Table长成这个样子：
haoel = {name="ChenHao", age=37, handsome=True}
下面是table的CRUD操作：
haoel.website="https://coolshell.cn/" local age = haoel.age haoel.handsome = false haoel.name=nil
上面看上去像C/C++中的结构体，但是name,age, handsome, website都是key。你还可以像下面这样写义Table：
t = {[20]=100, ['name']="ChenHao", [3.14]="PI"}
这样就更像Key Value了。于是你可以这样访问：t[20]，t[“name”], t[3.14]。
我们再来看看数组：
arr = {10,20,30,40,50}
这样看上去就像数组了。但其实其等价于：
arr = {[1]=10, [2]=20, [3]=30, [4]=40, [5]=50}
所以，你也可以定义成不同的类型的数组，比如：
arr = {"string", 100, "haoel", function() print("coolshell.cn") end}
注：其中的函数可以这样调用：arr[4]()。
我们可以看到Lua的下标不是从0开始的，是从1开始的。
for i=1, #arr do print(arr[i]) end
注：上面的程序中：#arr的意思就是arr的长度。
注：前面说过，Lua中的变量，如果没有local关键字，全都是全局变量，Lua也是用Table来管理全局变量的，Lua把这些全局变量放在了一个叫“_G”的Table里。
我们可以用如下的方式来访问一个全局变量（假设我们这个全局变量名叫globalVar）：
_G.globalVar _G["globalVar"]
我们可以通过下面的方式来遍历一个Table。
for k, v in pairs(t) do print(k, v) end
MetaTable 和 MetaMethod
MetaTable和MetaMethod是Lua中的重要的语法，MetaTable主要是用来做一些类似于C++重载操作符式的功能。
比如，我们有两个分数：
fraction_a = {numerator=2, denominator=3} fraction_b = {numerator=4, denominator=7}
我们想实现分数间的相加：2/3 + 4/7，我们如果要执行： fraction_a + fraction_b，会报错的。
所以，我们可以动用MetaTable，如下所示：
fraction_op={} function fraction_op.__add(f1, f2) ret = {} ret.numerator = f1.numerator * f2.denominator + f2.numerator * f1.denominator ret.denominator = f1.denominator * f2.denominator return ret end
为之前定义的两个table设置MetaTable：（其中的setmetatble是库函数）
setmetatable(fraction_a, fraction_op) setmetatable(fraction_b, fraction_op)
于是你就可以这样干了：（调用的是fraction_op.__add()函数）
fraction_s = fraction_a + fraction_b
至于__add这是MetaMethod，这是Lua内建约定的，其它的还有如下的MetaMethod：
__add(a, b) 对应表达式 a + b __sub(a, b) 对应表达式 a - b __mul(a, b) 对应表达式 a * b __div(a, b) 对应表达式 a / b __mod(a, b) 对应表达式 a % b __pow(a, b) 对应表达式 a ^ b __unm(a) 对应表达式 -a __concat(a, b) 对应表达式 a .. b __len(a) 对应表达式 #a __eq(a, b) 对应表达式 a == b __lt(a, b) 对应表达式 a ‹ b __le(a, b) 对应表达式 a ‹= b __index(a, b) 对应表达式 a.b __newindex(a, b, c) 对应表达式 a.b = c __call(a, ...) 对应表达式 a(...)
“面向对象”
上面我们看到有__index这个重载，这个东西主要是重载了find key的操作。这操作可以让Lua变得有点面向对象的感觉，让其有点像Javascript的prototype。（关于Javascrip的面向对象，你可以参看我之前写的Javascript的面向对象）
所谓__index，说得明确一点，如果我们有两个对象a和b，我们想让b作为a的prototype只需要：
setmetatable(a, {__index = b})
例如下面的示例：你可以用一个Window_Prototype的模板加上__index的MetaMethod来创建另一个实例：
Window_Prototype = {x=0, y=0, width=100, height=100} MyWin = {title="Hello"} setmetatable(MyWin, {__index = Window_Prototype})
于是：MyWin中就可以访问x, y, width, height的东东了。（注：当表要索引一个值时如table[key], Lua会首先在table本身中查找key的值, 如果没有并且这个table存在一个带有__index属性的Metatable, 则Lua会按照__index所定义的函数逻辑查找）
有了以上的基础，我们可以来说说所谓的Lua的面向对象。
Person={}
function Person:new(p) local obj = p if (obj == nil) then obj = {name="ChenHao", age=37, handsome=true} end self.__index = self return setmetatable(obj, self) end
function Person:toString() return self.name .." : ".. self.age .." : ".. (self.handsome and "handsome" or "ugly") end
上面我们可以看到有一个new方法和一个toString的方法。其中：
1）self 就是 Person，Person:new(p)，相当于Person.new(self, p)
2）new方法的self.__index = self 的意图是怕self被扩展后改写，所以，让其保持原样
3）setmetatable这个函数返回的是第一个参数的值。
于是：我们可以这样调用：
me = Person:new() print(me:toString())
kf = Person:new{name="King's fucking", age=70, handsome=false} print(kf:toString())
继承如下，我就不多说了，Lua和Javascript很相似，都是在Prototype的实例上改过来改过去的。
Student = Person:new()
function Student:new() newObj = {year = 2013} self.__index = self return setmetatable(newObj, self) end
function Student:toString() return "Student : ".. self.year.." : " .. self.name end
模块
我们可以直接使用require(“model_name”)来载入别的lua文件，文件的后缀是.lua。载入的时候就直接执行那个文件了。比如：
我们有一个hello.lua的文件：
print("Hello, World!")
如果我们：require(“hello”)，那么就直接输出Hello, World！了。
注意：
1）require函数，载入同样的lua文件时，只有第一次的时候会去执行，后面的相同的都不执行了。
2）如果你要让每一次文件都会执行的话，你可以使用dofile(“hello”)函数
3）如果你要玩载入后不执行，等你需要的时候执行时，你可以使用 loadfile()函数，如下所示：
local hello = loadfile("hello") ... ... ... ... hello()
loadfile(“hello”)后，文件并不执行，我们把文件赋给一个变量hello，当hello()时，才真的执行。（我们多希望JavaScript也有这样的功能（参看《Javascript 装载和执行》））
当然，更为标准的玩法如下所示。
假设我们有一个文件叫mymod.lua，内容如下：
local HaosModel = {}
local function getname() return "Hao Chen" end
function HaosModel.Greeting() print("Hello, My name is "..getname()) end
return HaosModel
于是我们可以这样使用：
local hao_model = require("mymod") hao_model.Greeting()
其实，require干的事就如下：（所以你知道为什么我们的模块文件要写成那样了）
local hao_model = (function () --mymod.lua文件的内容-- end)()
参考
我估计你差不多到擦屁股的时间了，所以，如果你还比较喜欢Lua的话，下面是几个在线文章你可以继续学习之：
- manual.luaer.cn lua在线手册
- book.luaer.cn lua在线lua学习教程
- lua参考手册Lua参考手册的中文翻译（云风翻译版本）