02-基础入门

Lua 基础入门

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第1节：基础概念

注释

-- 单行注释
 
--[[
 多行注释
 可以写很多行
--]]

语句

Lua 中语句可以用分号分隔，但分号通常是可选的：

print("hello")
print("world") -- 不需要分号
 
a = 1; b = 2; c = 3 -- 同一行多条语句时才需要分号

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第2节：变量与数据类型

命名规则

• 由字母、数字、下划线组成
• 不能以数字开头
• 区分大小写（name 和 Name 不同）
• 避免使用关键字（如 if, then, end 等）
• 惯例：常量用全大写 MAX_SIZE，变量用小写+下划线 user_name

声明变量

-- Lua 中变量默认是全局的
x = 10 -- 全局变量（不推荐）
 
-- 使用 local 声明局部变量（强烈推荐）
local name = "Alice"
local age = 25
local is_admin = true
 
-- 多重赋值
local a, b, c = 1, 2, 3 -- a=1, b=2, c=3
local x, y = y, x -- 交换变量（无需临时变量）
 
-- 变量个数不匹配时
local a, b = 1, 2, 3 -- a=1, b=2, 3 被丢弃
local a, b, c = 1, 2 -- a=1, b=2, c=nil

nil

nil 表示”无”或”不存在”。未被赋值的变量默认值为 nil，删除变量也赋予 nil：

local t = {1, 2, 3}
t[2] = nil -- 删除表中元素
print(#t) -- 3 → 2（但要注意 nil 在表中的行为）

8 种基本类型一览

类型	说明	示例
nil	空值，表示无	nil
boolean	布尔值	true, false
number	数字（整数和浮点）	42, 3.14, 0xFF
string	字符串	"hello", 'world'
function	函数	function() end
userdata	用户数据（C传递）	io.stdin
thread	协程	coroutine.create(...)
table	表（唯一数据结构）	{1, 2, 3}, {a=1}

-- type() 函数返回类型字符串
print(type(42)) --> number
print(type("hello")) --> string
print(type(nil)) --> nil
print(type({})) --> table
print(type(print)) --> function

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第3节：数字与字符串

数字 (Number)

在 Lua 5.3+ 中，数字分整数和浮点数两种子类型，内部自动转换：

local int = 42
local float = 3.14
local hex = 0xFF -- 十六进制 = 255
local exp = 1.5e3 -- 科学计数法 = 1500
 
-- 数学运算
local a = 10 + 3 -- 13
local b = 10 - 3 -- 7
local c = 10 * 3 -- 30
local d = 10 / 3 -- 3.333...（Lua 除法的结果始终是浮点数）
local e = 10 // 3 -- 3（整除，Lua 5.3+）
local f = 10 % 3 -- 1（取模）
local g = 10 ^ 3 -- 1000（幂运算）
 
-- 类型转换
print(math.tointeger(3.0)) -- 3
print(tostring(42)) -- "42"
print(tonumber("123")) -- 123
print(tonumber("abc")) -- nil（转换失败返回 nil）
 
-- 数学库
print(math.pi) -- 3.1415926535898
print(math.abs(-10)) -- 10
print(math.max(1, 5, 3)) -- 5
print(math.sin(0)) -- 0.0
print(math.random(1, 100)) -- 1~100 之间的随机整数
math.randomseed(os.time()) -- 设置随机种子（程序开头调用一次）

字符串 (String)

-- 字符串表示方式
local s1 = "hello"
local s2 = 'world'
local s3 = [[
 多行字符串
 可以使用方括号
 无需转义
]]
local s4 = [===[
 带有 = 号的
 多行字符串（可嵌套）
]===]
 
-- 字符串连接：使用 ..
local greeting = "Hello, " .. "Lua!"
print(greeting) -- Hello, Lua!
 
-- 字符串长度
print(#"hello") -- 5
print(string.len("hello")) -- 5
 
-- 大小写转换
print(string.upper("hello")) -- HELLO
print(string.lower("WORLD")) -- world
 
-- 字符串查找
local str = "Hello Lua World"
print(string.find(str, "Lua")) -- 7 9（起始和结束位置）
print(string.match(str, "Lua")) -- Lua（返回匹配内容）
print(string.gsub(str, "Lua", "Lua!")) -- Hello Lua! World 2（替换次数）
 
-- 字符串分割与格式化
local date = "2024-01-15"
local year, month, day = string.match(date, "(%d+)-(%d+)-(%d+)")
print(year, month, day) -- 2024 01 15
 
local formatted = string.format("Name: %s, Age: %d", "Alice", 25)
print(formatted) -- Name: Alice, Age: 25
 
print(string.rep("Ab", 3)) -- AbAbAb（重复）
print(string.sub("Hello", 2, 4)) -- ell（子串）

字符串方法调用（冒号语法）

local s = "lua"
-- 以下两种写法等价
print(string.upper(s)) -- 函数式调用
print(s:upper()) -- 方法式调用（推荐）

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第4节：表 (Table) 基础

表是 Lua 唯一的数据结构，可充当数组、字典、集合、对象等。

数组形式

-- 创建数组（索引从 1 开始！）
local arr = {10, 20, 30, 40, 50}
print(arr[1]) -- 10（注意：Lua 索引从 1 开始）
print(arr[4]) -- 40
print(#arr) -- 5（获取数组长度）
 
-- 数组操作
table.insert(arr, 60) -- 末尾插入 → {10,20,30,40,50,60}
table.insert(arr, 2, 15) -- 指定位置插入 → {10,15,20,30,40,50,60}
table.remove(arr, 2) -- 移除索引2 → {10,20,30,40,50,60}
table.remove(arr) -- 移除末尾 → {10,20,30,40,50}
 
-- 遍历数组
for i, v in ipairs(arr) do
 print(i, v)
end

字典（键值对）形式

local person = {
 name = "Bob",
 age = 30,
 city = "Beijing",
 ["favorite-lang"] = "Lua", -- 键有特殊字符时用 ["key"]
}
 
print(person.name) -- Bob
print(person["name"]) -- Bob（等价写法）
print(person["favorite-lang"]) -- Lua
 
-- 添加/修改
person.email = "bob@example.com"
person.age = 31
 
-- 删除
person.city = nil
 
-- 遍历字典
for k, v in pairs(person) do
 print(k, v)
end

混合使用

local mixed = {
 10, 20, 30, -- 数组部分 [1]=10, [2]=20, [3]=30
 name = "test", -- 哈希部分
 [100] = "one hundred", -- 哈希部分
}
print(mixed[1]) -- 10
print(mixed.name) -- test
print(mixed[100]) -- one hundred

表操作常用函数

local t = {3, 1, 4, 1, 5}
table.sort(t) -- {1, 1, 3, 4, 5}
table.concat(t, ", ") -- "1, 1, 3, 4, 5"
 
-- 自定义排序
local students = {
 {name = "Alice", score = 90},
 {name = "Bob", score = 85},
 {name = "Charlie", score = 95},
}
table.sort(students, function(a, b) return a.score > b.score end)

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第5节：运算符

算术运算符

运算符	说明	示例	结果
+	加	5 + 3	8
-	减	5 - 3	2
*	乘	5 * 3	15
/	除	5 / 2	2.5
//	整除	5 // 2	2
^	幂	5 ^ 2	25
%	取模	5 % 2	1

关系运算符

运算符	说明
==	等于
~=	不等于
<	小于
>	大于
<=	小于等于
>=	大于等于

print(5 == 5) -- true
print(5 ~= 3) -- true
print("abc" < "abd") -- true（字符串按字典序比较）
print({} == {}) -- false（表比较的是引用，不是内容）

逻辑运算符

运算符	说明
and	与
or	或
not	非

-- Lua 中只有 nil 和 false 被视为"假"，其他都为"真"（包括 0 和空字符串）
print(0 and 1) -- 1（0 是真值！）
print(nil and 10) -- nil
print(nil or "default") -- "default"（常用于设置默认值）
print(not true) -- false
 
-- 短路求值：三元运算符的替代写法
local score = 85
local result = (score >= 60) and "pass" or "fail" -- "pass"

拼接运算符

local a = "Hello"
local b = "World"
print(a .. " " .. b) -- Hello World

长度运算符

print(#"hello") -- 5
print(#{1,2,3,4}) -- 4

运算符优先级

从高到低：

^
not # - (一元负号)
* / // %
+ -
..
< > <= >= ~= ==
and
or

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第6节：控制流

if 语句

local score = 85
 
if score >= 90 then
 print("A")
elseif score >= 80 then
 print("B")
elseif score >= 70 then
 print("C")
elseif score >= 60 then
 print("D")
else
 print("F")
end
 
-- 单行写法
if score > 60 then print("pass") end

while 循环

local i = 1
while i <= 5 do
 print(i)
 i = i + 1
end

repeat-until 循环（类似 do-while）

至少执行一次，直到条件为真时结束：

local i = 1
repeat
 print(i)
 i = i + 1
until i > 5

for 循环 — 数值型

-- 基本形式：for var = start, end [, step] do ... end
for i = 1, 5 do
 print(i) -- 1 2 3 4 5
end
 
for i = 10, 1, -2 do
 print(i) -- 10 8 6 4 2
end
 
-- for 循环中的变量是局部的，循环后不可访问

for 循环 — 泛型（迭代器）

local arr = {"a", "b", "c"}
 
-- ipairs：顺序遍历数组（索引从1开始，遇到nil停止）
for i, v in ipairs(arr) do
 print(i, v)
end
 
-- pairs：遍历表中所有键值对（包含哈希部分）
local info = {name = "Tom", age = 20}
for k, v in pairs(info) do
 print(k, v)
end

break 语句

Lua 中只有 break，没有 continue：

for i = 1, 10 do
 if i == 5 then
 break -- 跳出循环
 end
 print(i)
end
-- 输出：1 2 3 4
 
-- 模拟 continue（Lua 5.2+ 支持 goto）
for i = 1, 10 do
 if i % 2 == 0 then
 goto continue
 end
 print(i) -- 只打印奇数
 ::continue::
end

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第7节：函数

函数定义

-- 基本定义
function greet(name)
 print("Hello, " .. name)
end
 
greet("World") -- Hello, World
 
-- 多返回值
function getMinMax(arr)
 local min = arr[1]
 local max = arr[1]
 for _, v in ipairs(arr) do
 if v < min then min = v end
 if v > max then max = v end
 end
 return min, max
end
 
local a, b = getMinMax({5, 3, 9, 1, 7})
print(a, b) -- 1 9

函数作为一等公民

-- 函数可以赋给变量
local f = function(x) return x * 2 end
print(f(5)) -- 10
 
-- 函数可以作为参数
function apply(func, value)
 return func(value)
end
 
local result = apply(function(x) return x + 1 end, 10)
print(result) -- 11
 
-- 函数可以存储在表中
local funcs = {
 add = function(a, b) return a + b end,
 sub = function(a, b) return a - b end,
}
print(funcs.add(3, 5)) -- 8

可变参数 ...

function sum(...)
 local total = 0
 for _, v in ipairs({...}) do
 total = total + v
 end
 return total
end
 
print(sum(1, 2, 3, 4, 5)) -- 15
 
-- select() 函数获取参数
function checkFirst(...)
 print(select(1, ...)) -- 获取第1个参数
 print(select("#", ...)) -- 获取参数总数
end
 
checkFirst("a", "b", "c")
-- 输出: a 3

闭包 (Closure)

function makeCounter()
 local count = 0
 return function()
 count = count + 1
 return count
 end
end
 
local c1 = makeCounter()
print(c1()) -- 1
print(c1()) -- 2
print(c1()) -- 3
 
local c2 = makeCounter()
print(c2()) -- 1（新闭包，独立计数）

递归

-- 阶乘
function factorial(n)
 if n == 0 then return 1 end
 return n * factorial(n - 1)
end
print(factorial(5)) -- 120
 
-- 斐波那契数列
function fib(n)
 if n < 2 then return n end
 return fib(n - 1) + fib(n - 2)
end
print(fib(10)) -- 55

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第8节：作用域与块

-- 局部变量作用域限于所在的块（do...end、if、for、函数体等）
local x = 10
 
if true then
 local x = 20 -- 新变量，遮蔽外层的 x
 local y = 30 -- 仅在此 if 块内有效
 print(x) -- 20
end
 
print(x) -- 10
-- print(y) -- nil（y 在此不可见）
 
-- do...end 块：显式创建作用域
do
 local temp = "temporary"
 print(temp) -- temporary
end
-- print(temp) -- nil

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第9节：常见标准库速览

字符串库

函数	说明
string.len(s)	长度
string.upper(s)	转大写
string.lower(s)	转小写
string.sub(s, i, j)	子串
string.find(s, pattern)	查找
string.match(s, pattern)	匹配
string.gsub(s, pat, repl)	替换
string.format(fmt, ...)	格式化
string.rep(s, n)	重复 n 次

数学库

函数	说明
math.abs(x)	绝对值
math.ceil(x)	向上取整
math.floor(x)	向下取整
math.max(...)	最大值
math.min(...)	最小值
math.random([m, n])	随机数
math.sin(x), math.cos(x)	三角函数

表库

函数	说明
table.insert(t, [pos,] v)	插入
table.remove(t [, pos])	移除
table.sort(t [, comp])	排序
table.concat(t [, sep])	拼接字符串
table.move(a1, f, e, t [, a2])	移动元素

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基础篇总结

恭喜！你已经掌握了 Lua 的核心基础：

• 变量声明与作用域
• 8 种数据类型
• 表（Table）的基础操作
• 运算符与表达式
• 条件判断与循环
• 函数定义与闭包
• 常用标准库函数

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