2.2.2 Lua語法

最新的Lua版本是5.3版本，但使用最廣泛的Lua版本是5.1版本。

Lua 5.1與5.3的設(shè)計理念不一樣，語法上也有所不同，Cocos2d-Lua集成的Lua解析器是5.1版本。本書涉及的Lua均指Lua 5.1。

1．命名規(guī)范

Lua中命名規(guī)范基本上與C語言一樣。

Lua中的標(biāo)識符可以由任意字母組合、數(shù)字和下畫線構(gòu)成，但不能以數(shù)字開頭，并且應(yīng)該避免以下畫線開頭，或后面是幾個大寫字母的命名方式。下面是幾個正確的命名方式：

不要使用Lua中的關(guān)鍵字。Lua中的關(guān)鍵字很少，只有21個，為變量命名時，不能使用相同的名稱。關(guān)鍵字如下：and、break、do、else、elseif、end、false、for、function、if、in、local、nil、not、or、repeat、return、then、true、until、while。

Lua區(qū)分大小寫。

2．類型與值

Lua是一種動態(tài)類型語言。在語言中沒有定義類型的語法，每個值本身就包含了類型信息。對于一個變量來說，它的值的類型是可以隨意改變的。

Lua有8種基礎(chǔ)類型：

（1）nil——空。

（2）boolean——布爾。

（3）number———數(shù)字

（4）string———字符串。

（5）function———函數(shù)。

（6）table———表。

（7）userdata———自定義數(shù)據(jù)類型。

（8）thread———線程。

函數(shù)type用來檢測一個變量的類型。

下面重點介紹其中的5種基礎(chǔ)類型。

1)nil

在Lua中nil表示的是一種類型，它只包含一個值nil。任何變量在未賦值之前都是nil。當(dāng)給一個全局變量賦值nil時，表示刪除這個變量。

2)boolean

boolean有兩個值：true和false。在Lua中，只有false和nil表示假，其他情況都為真，數(shù)字0也為真。例如下面的代碼：

①　當(dāng)不給var賦值時，輸出為var is false。

②　當(dāng)local var=false時，輸出為var is false。

③　當(dāng)local var=true時，輸出為var is true。

④　當(dāng)local var=0時，輸出為var is true（區(qū)別于C/C++語言）。

⑤　當(dāng)local var=""時，輸出為var is true。

3)number

在Lua中，number類型表示實數(shù)。不論浮點數(shù)還是整型數(shù)都是number類型。有人可能會擔(dān)心number浮點數(shù)的效率，其實現(xiàn)在的CPU大部分都有單獨的協(xié)處理器計算浮點數(shù)，因此浮點數(shù)的運算效率完全不是問題。

Lua中的number既可以使用普通寫法，也可以使用科學(xué)計數(shù)法。例如，下面都是正確的：

4)string

Lua中的字符串表示的是一個字符序列。里面可以包含任意字符，包括數(shù)字0（C/C++中的字符串終止字符）。并且Lua中字符串的長度是不作限制的，既可以是空字符串，也可以是整本書，Lua對字符串的處理是很快的。一般定義一個字符串變量如下：

在Lua中，單引號和雙引號都可以作為字符串的標(biāo)識，建議統(tǒng)一使用一種。如果字符串有多種格式，則可以使用下面的方式定義字符串：

當(dāng)字符串中有多個連在一起的方括號時，可以在兩個方括號之間添加多個“=”。例如：

當(dāng)需要連接兩個字符串時，可以使用字符串連接操作符“..”（類似于C語言中的strcat）。例如：

當(dāng)需要獲取字符串的長度時，可以使用“#”獲取字符串的總長度。例如：

5)table

Lua中的table類似于C++中的map，但是相對于map的煩瑣，table極大簡化了使用過程中的操作。例如，要在C++中聲明一個string，string的map，定義如下：

而在Lua中只需要這樣聲明：

3．表達式

1)算術(shù)運算符

算術(shù)運算符有+（加）、-（減）、?（乘）、/（除）、^（指數(shù)）、%（取模）、-（負號）。

注：Lua中的除法不區(qū)分整型和浮點，這里計算的結(jié)果是浮點數(shù)。

2)關(guān)系運算符

關(guān)系運算符有＜（小于）、＞（大于）、＜=（小于等于）、＞=（大于等于）、~=（不等于）、==（等于）。

對于table、userdata和function類型，Lua中是以它們的引用做比較的。即只有在它們指向同一個對象時才是相等的。

3)邏輯操作符

邏輯操作符有and（與）、or（或）和not（非）。

（1）對于and，當(dāng)?shù)谝粋€操作數(shù)為假時，返回第一個操作數(shù)，否則返回第二個操作數(shù)。

（2）對于or，當(dāng)?shù)谝粋€操作數(shù)為真時，返回第一個操作數(shù)，否則返回第二個操作數(shù)。

這樣使用會帶來一些語法上的便利。例如，有時會需要判斷一個值是否為空，如果為空，則給它賦值，正常的寫法是。

而Lua中則可以簡化如下：

4)字符串連接操作符

字符串連接操作符“..”用來連接兩個字符串，當(dāng)后一個為其他類型時會轉(zhuǎn)為字符串。例如：

數(shù)字2先轉(zhuǎn)化為字符串再與"Hello"做字符串拼接。

5)操作符優(yōu)先級

操作符優(yōu)先級如下（由高到低）：

除了指數(shù)操作符“^”和連接操作符“..”是右連接外，其他操作符是左結(jié)合。

6)table構(gòu)造式

構(gòu)造式用來創(chuàng)建和初始化table的表達式，是Lua中特有的一種表達式。最簡單的構(gòu)造式如下：

構(gòu)造式還可以初始化一個字典類型的table，如下：

在構(gòu)造一個Lua table時，如果不給它一個key，那么其他默認的key就是從1開始的。例如，要聲明一個有關(guān)星期的table：

這樣一個table，它的構(gòu)造應(yīng)該是這樣的：

這段代碼看起來是不是很眼熟呢？它其實就是以前使用過的數(shù)組。如果想在一個table中既使用數(shù)組又使用map，也可以像下面這樣構(gòu)造一個table：

如果比較習(xí)慣C/C++語言中結(jié)構(gòu)體的用法，也可以這樣給一個table賦值：

還可以使用混合方式給table賦值，未設(shè)置key的項，key會自動從1開始編號：

刪除一個table項，只需要給它賦值為nil就行了。例如：

4．語句

1)賦值語句

Lua中的賦值，直接使用賦值操作符。例如：

當(dāng)有多個參數(shù)賦值時，可以同時給多個參數(shù)賦值。例如：

這個功能在交換值和函數(shù)需要返回多個參數(shù)時很有用。例如，在C語言中交互兩個值需要這樣做：

在Lua中不需要臨時變量做中介，只需要：

同樣地，如果函數(shù)需要返回多個值時，可以這樣寫：

2)局部變量與塊

Lua中也有局部變量和全局變量之分。定義一個局部變量，只需要在變量名稱前面加一個local關(guān)鍵字，不加local修飾的變量均是全局變量。例如：

局部變量的作用域只在聲明它的塊內(nèi)。例如，一個局部變量如果只在函數(shù)內(nèi)聲明，則退出函數(shù)時它就不能被訪問了。若一個局部變量在循環(huán)中聲明，那么循環(huán)結(jié)束時，局部變量的生命周期也結(jié)束了。

（1）如果變量沒有賦值，則會自動被賦值為nil。

（2）如果賦值操作符的左邊的變量更多，那么多出來的變量會自動被賦值為nil。

（3）如果賦值操作符的右邊的值更多，那么多余的值會被拋棄。

（4）如果需要在一段代碼塊中再插入一段代碼塊，則可以使用do…end。例如：

3)控制語句

（1）if…then…else

if語句與其他語言中的if判斷作用是一樣的，只是寫法略有不同。在C語言中寫一個if判斷如下：

在Lua中應(yīng)該這樣寫：

Lua中不支持switch語句，條件判斷只有if語句。

（2）while

while語句同其他語言中的while語句一樣。例如，C語言中這樣寫while語句：

在Lua中，應(yīng)該這樣寫：

（3）repeat … until

Lua中的repeat語句類似于C語言中的do…while語句，都是先執(zhí)行一次，然后再判斷條件是否滿足。例如，在C語言中這樣寫do…while語句：

在Lua中，應(yīng)該這樣寫：

與其他語言不同的是，repeat…until中定義的局部變量作用域范圍包括until中的語句。需要注意的是，repeat…until的停止循環(huán)的條件是true。

（4）for

Lua中的for語句分成兩種：數(shù)字for循環(huán)和泛型for循環(huán)。

①數(shù)字型for循環(huán)的語法類似于VBasic中的for語句寫法：

表示從from到to，每次遞增step。step參數(shù)默認是1。

注：for循環(huán)中的參數(shù)為表達式或者函數(shù)調(diào)用時，只會調(diào)用一次。

②泛型for循環(huán)通過一個迭代器(iterator)函數(shù)遍歷所有值，與C++中的vector之類的STL庫遍歷類似，但是使用起來更簡單方便。

Lua庫為泛型for循環(huán)提供了幾個迭代器函數(shù)：io.lines用于遍歷每行；pairs用于迭代table元素；ipairs用于迭代數(shù)組元素；string.gmatch用于迭代字符串中的單詞。

泛型for循環(huán)的使用非常廣泛。例如，遍歷一個table：

注：for循環(huán)的step無法在循環(huán)體內(nèi)修改，這一點和C/C++不同。實際上，每次循環(huán)for會新生成一個局部var變量。

（5）break與return

break跳出當(dāng)前塊，return結(jié)束當(dāng)前函數(shù)。break和return只能是塊的最后一條語句，否則需要用do break end構(gòu)造一個塊。

5．函數(shù)

1)函數(shù)定義

函數(shù)是封裝和抽象塊的主要機制。函數(shù)的主要功能就是在內(nèi)部封裝一些需要的功能模塊，并且對外只開放函數(shù)名稱和參數(shù)。Lua中函數(shù)的定義與其他語言基本一樣。

不管函數(shù)是否有參數(shù)，都必須有()，并且以function開頭，以end結(jié)尾。end可以不另起一行，如下：

以上兩種定義方式的效果是一樣的。

在面向?qū)ο缶幊讨薪?jīng)常會定義內(nèi)部方法，在Lua中怎么定義呢？關(guān)于面向?qū)ο缶幊淘诤竺娴恼鹿?jié)中會講到，下面看一下定義對象的方法：

首先定義了一個名為class的table，然后在table上定義了兩個函數(shù)成員，func1()和func2()使用了不同的定義方法。

這兩種定義形式從表面上看是“.”與“：”的區(qū)別。在Lua中，使用“：”定義的函數(shù)會自動傳入一個名為self的變量，self同C++中的this一樣，表示當(dāng)前對象的指針；而“.”定義的函數(shù)沒有self。

func1()和func2()可以用如下的方式等價：

2)函數(shù)參數(shù)與返回值

Lua中函數(shù)的參數(shù)可以有任意多個，當(dāng)給函數(shù)傳遞參數(shù)時超過了函數(shù)定義的形參個數(shù)，那么多余的參數(shù)會被丟棄。如果傳入的參數(shù)比形參少，那么缺少的形參的值默認為nil。

Lua中如果函數(shù)返回多個參數(shù)，所賦值的表達式不是最后一個元素，那么函數(shù)只返回一個值用來賦值給變量，例如：

return返回一個函數(shù)的返回值，需要注意的是，return f()語句會把f()返回的所有返回值都返回，而return(f())會迫使它只能返回一個結(jié)果。

關(guān)于多重返回值還有一個特殊的函數(shù)unpack，它接收一個數(shù)組作為參數(shù)，并從下標(biāo)1開始返回該數(shù)組所有元素。

unpack常用于函數(shù)參數(shù)傳遞。

3)可變參數(shù)

Lua中的函數(shù)也可以接受數(shù)量不定的實參。例如，在print時可以傳入多個實參。下面是一個定義參數(shù)可變的函數(shù)的例子。

參數(shù)表中的3個點“…”表示該函數(shù)可以接收不同數(shù)量的實參。當(dāng)這個函數(shù)被調(diào)用時，它的所有參數(shù)都會被收集到一起。這部分收集起來的實參稱為這個函數(shù)的變長參數(shù)。訪問變長參數(shù)可以用{…}。

4)閉包函數(shù)

閉包函數(shù)是指將一個函數(shù)寫在另一個函數(shù)之內(nèi)，這個位于內(nèi)部的函數(shù)可以訪問外部函數(shù)中的局部變量。下面是一個簡單例子：

在這段代碼中，匿名函數(shù)訪問了一個非局部的變量i，i用來保持一個計數(shù)器。表面上看到，由于創(chuàng)建變量i的函數(shù)(newCounter)已經(jīng)返回，所以之后每次調(diào)用匿名函數(shù)時，i均已經(jīng)超出了它的作用域；但是因為匿名函數(shù)一直在使用變量i，所以Lua會正確地維護i的生命周期。

在匿名函數(shù)內(nèi)部，i既不是全局變量，也不是局部變量，它被稱為外部的局部變量或upvalue。

閉包大量地使用在各種編程語言中，特別是它在回調(diào)函數(shù)方面的便利性，讓人們對它愛不釋手。