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Lua游戏脚本语言入门

开卷书生
 开卷书生
发布于 2015/01/05 16:58
字数 4530
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lua

 在这篇文章中,我想向大家介绍如何进行Lua程序设计。我假设大家都学过至少一门编程语言,比如Basic或C,特别是C。因为Lua的最大用途是在宿主程序中作为脚本使用的。

  Lua 的语法比较简单,学习起来也比较省力,但功能却并不弱。
 在Lua中,一切都是变量,除了关键字。请记住这句话。
     I. 首先是注释
  写一个程序,总是少不了注释的。
  在Lua中,你可以使用单行注释和多行注释。
  单行注释中,连续两个减号"--"表示注释的开始,一直延续到行末为止。相当于C++语言中的"//"。
  多行注释中,由"--[["表示注释开始,并且一直延续到"]]"为止。这种注释相当于C语言中的"/*…*/"。在注释当中,"[["和"]]"是可以嵌套的。
II. Lua编程
  经典的"Hello world"的程序总是被用来开始介绍一种语言。在Lua中,写一个这样的程序很简单:
  print("Hello world")
  在Lua中,语句之间可以用分号";"隔开,也可以用空白隔开。一般来说,如果多个语句写在同一行的话,建议总是用分号隔开。
  Lua 有好几种程序控制语句,如:
  条件控制:if 条件 then … elseif 条件 then … else … end
  While循环:while 条件 do … end
  Repeat循环:repeat … until 条件
  For循环:for 变量 = 初值,终点值,步进 do … end
  For循环:for 变量1,变量2,… ,变量N in表或枚举函数 do … end
  注意一下,for的循环变量总是只作用于for的局部变量,你也可以省略步进值,这时候,for循环会使用1作为步进值。
  你可以用break来中止一个循环。
  如果你有程序设计的基础,比如你学过Basic,C之类的,你会觉得Lua也不难。但Lua有几个地方是明显不同于这些程序设计语言的,所以请特别注意。
  .语句块
    语句块在C++中是用"{"和"}"括起来的,在Lua中,它是用do 和 end 括起来的。比如: 
    do print("Hello") end
    你可以在 函数 中和 语句块 中定局部变量。
  .赋值语句
    赋值语句在Lua被强化了。它可以同时给多个变量赋值。
    例如:
    a,b,c,d=1,2,3,4
    甚至是:
    a,b=b,a -- 多么方便的交换变量功能啊。
    在默认情况下,变量总是认为是全局的。假如你要定义局部变量,则在第一次赋值的时候,需要用local说明。比如:
    local a,b,c = 1,2,3 -- a,b,c都是局部变量
  .数值运算
    和C语言一样,支持 +, -, *, /。但Lua还多了一个"^"。这表示指数乘方运算。比如2^3 结果为8, 2^4结果为16。
    连接两个字符串,可以用".."运处符。如:
    "This a " .. "string." -- 等于 "this a string"
  .比较运算
    < > <= >= == ~=
    分别表示 小于,大于,不大于,不小于,相等,不相等
    所有这些操作符总是返回true或false。
    对于Table,Function和Userdata类型的数据,只有 == 和 ~=可以用。相等表示两个变量引用的是同一个数据。比如:
    a={1,2}
    b=a
    print(a==b, a~=b) -- true, false
    a={1,2}
    b={1,2}
    print(a==b, a~=b) -- false, true
  .逻辑运算
    and, or, not
    其中,and 和 or 与C语言区别特别大。
    在这里,请先记住,在Lua中,只有false和nil才计算为false,其它任何数据都计算为true,0也是true!
    and 和 or的运算结果不是true和false,而是和它的两个操作数相关。
    a and b:如果a为false,则返回a;否则返回b
    a or b:如果 a 为true,则返回a;否则返回b
    举几个例子:
     print(4 and 5) --> 5
     print(nil and 13) --> nil
     print(false and 13) --> false
     print(4 or 5) --> 4
     print(false or 5) --> 5
    在Lua中这是很有用的特性,也是比较令人混洧的特性。
    我们可以模拟C语言中的语句:x = a? b : c,在Lua中,可以写成:x = a and b or c。
    最有用的语句是: x = x or v,它相当于:if not x then x = v end 。
.运算符优先级,从高到低顺序如下:
    ^
    not - (一元运算)
     * /
     + -
     ..(字符串连接)
     < > <= >= ~= ==
     and
     or
III. 关键字
  关键字是不能做为变量的。Lua的关键字不多,就以下几个:
  and break do else elseif
  end false for function if
  in local nil not or
  repeat return then true until while
IV. 变量类型
  怎么确定一个变量是什么类型的呢?大家可以用type()函数来检查。Lua支持的类型有以下几种:
  Nil 空值,所有没有使用过的变量,都是nil。nil既是值,又是类型。
  Boolean 布尔值
  Number 数值,在Lua里,数值相当于C语言的double
  String 字符串,如果你愿意的话,字符串是可以包含'\0'字符的
  Table 关系表类型,这个类型功能比较强大,我们在后面慢慢说。
  Function 函数类型,不要怀疑,函数也是一种类型,也就是说,所有的函数,它本身就是一个变量。
  Userdata 嗯,这个类型专门用来和Lua的宿主打交道的。宿主通常是用C和C++来编写的,在这种情况下,Userdata可以是宿主的任意数据类型,常用的有Struct和指针。
  Thread   线程类型,在Lua中没有真正的线程。Lua中可以将一个函数分成几部份运行。如果感兴趣的话,可以去看看Lua的文档。
V. 变量的定义
  所有的语言,都要用到变量。在Lua中,不管你在什么地方使用变量,都不需要声明,并且所有的这些变量总是全局变量,除非,你在前面加上"local"。
  这一点要特别注意,因为你可能想在函数里使用局部变量,却忘了用local来说明。
  至于变量名字,它是大小写相关的。也就是说,A和a是两个不同的变量。
  定义一个变量的方法就是赋值。"="操作就是用来赋值的
  我们一起来定义几种常用类型的变量吧。
  A. Nil
    正如前面所说的,没有使用过的变量的值,都是Nil。有时候我们也需要将一个变量清除,这时候,我们可以直接给变量赋以nil值。如:
    var1=nil -- 请注意 nil 一定要小写
  B. Boolean
    布尔值通常是用在进行条件判断的时候。布尔值有两种:true 和 false。在Lua中,只有false和nil才被计算为false,而所有任何其它类型的值,都是true。比如0,空串等等,都是true。不要被C语言的习惯所误导,0在Lua中的的确确是true。你也可以直接给一个变量赋以Boolean类型的值,如:
    varboolean = true
  C. Number
    在Lua中,是没有整数类型的,也不需要。一般情况下,只要数值不是很大(比如不超过100,000,000,000,000),是不会产生舍入误差的。在很多CPU上,实数的运算并不比整数慢。
    实数的表示方法,同C语言类似,如:
    4 0.4 4.57e-3 0.3e12 5e+20
  D. String
    字符串,总是一种非常常用的高级类型。在Lua中,你可以非常方便的定义很长很长的字符串。
    字符串在Lua中有几种方法来表示,最通用的方法,是用双引号或单引号来括起一个字符串的,如:
    "This is a string."
    和C语言相同的,它支持一些转义字符,列表如下:
    \a bell
    \b back space
    \f form feed
    \n newline
    \r carriage return
    \t horizontal tab
    \v vertical tab
    \\ backslash
    \" double quote
    \' single quote
    \[ left square bracket
    \] right square bracket
    由于这种字符串只能写在一行中,因此,不可避免的要用到转义字符。加入了转义字符的串,看起来实在是不敢恭维,比如:
    "one line\nnext line\n\"in quotes\", 'in quotes'"
    一大堆的"\"符号让人看起来很倒胃口。如果你与我有同感,那么,我们在Lua中,可以用另一种表示方法:用"[["和"]]"将多行的字符串括起来,如:
    page = [[
    <HTML>
      <HEAD>
        <TITLE>An HTML Page</TITLE>
      </HEAD>
      <BODY>
        <A HREF="http://www.lua.org">Lua</A>
        [[a text between double brackets]]
      </BODY>
    </HTML>
    ]]
    值得注意的是,在这种字符串中,如果含有单独使用的"[["或"]]"就仍然得用"\["或"\]"来避免歧义。当然,这种情况是极少会发生的。
E. Table
    关系表类型,这是一个很强大的类型。我们可以把这个类型看作是一个数组。只是C语言的数组,只能用正整数来作索引;在Lua中,你可以用任意类型来作数组的索引,除了nil。同样,在C语言中,数组的内容只允许一种类型;在Lua中,你也可以用任意类型的值来作数组的内容,除了nil。
    Table的定义很简单,它的主要特征是用"{"和"}"来括起一系列数据元素的。比如:
    T1 = {} -- 定义一个空表
    T1[1]=10 -- 然后我们就可以象C语言一样来使用它了。
    T1["John"]={Age=27, Gender="Male"}
    这一句相当于:
    T1["John"]={} -- 必须先定义成一个表,还记得未定义的变量是nil类型吗
    T1["John"]["Age"]=27
    T1["John"]["Gender"]="Male"
    当表的索引是字符串的时候,我们可以简写成:
    T1.John={}
    T1.John.Age=27
    T1.John.Gender="Male"
    或
    T1.John{Age=27, Gender="Male"}
    这是一个很强的特性。
    在定义表的时候,我们可以把所有的数据内容一起写在"{"和"}"之间,这样子是非常方便,而且很好看。比如,前面的T1的定义,我们可以这么写:
    T1=
    {
      10, -- 相当于 [1] = 10
      [100] = 40,
      John= -- 如果你原意,你还可以写成:["John"] =
      {
        Age=27, -- 如果你原意,你还可以写成:["Age"] =27
        Gender=Male -- 如果你原意,你还可以写成:["Gender"] =Male
      },
      20 -- 相当于 [2] = 20
    }
    看起来很漂亮,不是吗?我们在写的时候,需要注意三点:
    第一,所有元素之间,总是用逗号","隔开;
    第二,所有索引值都需要用"["和"]"括起来;如果是字符串,还可以去掉引号和中括号;
    第三,如果不写索引,则索引就会被认为是数字,并按顺序自动从1往后编;
    表类型的构造是如此的方便,以致于常常被人用来代替配置文件。是的,不用怀疑,它比ini文件要漂亮,并且强大的多。
  F. Function
    函数,在Lua中,函数的定义也很简单。典型的定义如下:
    function add(a,b) -- add 是函数名字,a和b是参数名字
     return a+b -- return 用来返回函数的运行结果
    end
    请注意,return语言一定要写在end之前。假如你非要在中间放上一句return,那么请写成:do return end。
    还记得前面说过,函数也是变量类型吗?上面的函数定义,其实相当于:
    add = function (a,b) return a+b end
    当你重新给add赋值时,它就不再表示这个函数了。你甚至可以赋给add任意数据,包括nil (这样,你就清除了add变量)。Function是不是很象C语言的函数指针呢?
    和C语言一样,Lua的函数可以接受可变参数个数,它同样是用"…"来定义的,比如:
    function sum (a,b,…)
    如果想取得…所代表的参数,可以在函数中访问arg局部变量(表类型)得到。
    如 sum(1,2,3,4)
    则,在函数中,a = 1, b = 2, arg = {3, 4}
    更可贵的是,它可以同时返回多个结果,比如:
    function s()
      return 1,2,3,4
    end
    a,b,c,d = s() -- 此时,a = 1, b = 2, c = 3, d = 4
前面说过,表类型可以拥有任意类型的值,包括函数!因此,有一个很强大的特性是,拥有函数的表,哦,我想更恰当的应该说是对象吧。Lua可以使用面向对象编程了。不信?那我举例如下:
    t =
    {
     Age = 27
     add = function(self, n) self.Age = self.Age+n end
    }
    print(t.Age) -- 27
    t.add(t, 10)
    print(t.Age) -- 37
    不过,t.add(t,10) 这一句实在是有点土对吧?没关系,在Lua中,你可以简写成:
    t:add(10) -- 相当于 t.add(t,10)
  G. Userdata 和 Thread
    这两个类型的话题,超出了本文的内容,就不打算细说了。
VI. 结束语
  就这么结束了吗?当然不是,接下来,需要用Lua解释器,来帮助你理解和实践了。这篇小文只是帮助你大体了解Lua的语法。如果你有编程基础,相信会很快对Lua上手了。
  就象C语言一样,Lua提供了相当多的标准函数来增强语言的功能。使用这些标准函数,你可以很方便的操作各种数据类型,并处理输入输出。有关这方面的信息,你可以参考《Programming in Lua 》一书,你可以在网络上直接观看电子版,网址为:http://www.lua.org/pil/index.html
  当然,Lua的最强大的功能是能与宿主程序亲蜜无间的合作,因此,下一篇文章,我会告诉大家,如何在你的程序中使用Lua语言作为脚本,使你的程序和Lua脚本进行交互。
使用流程
1. 函数的使用
    以下程序演示了如何在Lua中使用函数, 及局部变量
例e02.lua
-- functions 
function pythagorean(a, b) 
local c2 = a^2 + b^2 
return sqrt(c2) 
end 
print(pythagorean(3,4))
运行结果
5
程序说明
在Lua中函数的定义格式为:
function 函数名(参数)
...
end
    与Pascal语言不同, end不需要与begin配对, 只需要在函数结束后打个end就可以了.本例函数的作用是已知直角三角形直角边, 求斜边长度. 参数a,b分别表示直角边长,
    在函数内定义了local形变量用于存储斜边的平方. 与C语言相同, 定义在函数内的代码不会被直接执行, 只有主程序调用时才会被执行.
    local表示定义一个局部变量, 如果不加local刚表示c2为一个全局变量, local的作用域是在最里层的end和其配对的关键字之间, 如if ... end, while ... end等。全局变量的作用域是整个程序。
2. 循环语句
例e03.lua
-- Loops 
for i=1,5 do 
print("i is now " .. i) 
end
运行结果
i is now 1 
i is now 2 
i is now 3 
i is now 4 
i is now 5
程序说明
    这里偶们用到了for语句
for 变量 = 参数1, 参数2, 参数3 do
循环体
end
    变量将以参数3为步长, 由参数1变化到参数2
例如: 
for i=1,f(x) do print(i) end
for i=10,1,-1 do print(i) end
    这里print("i is now " .. i)中,偶们用到了..,这是用来连接两个字符串的,偶在(1)的试试看中提到的,不知道你们答对了没有。虽然这里i是一个整型量,Lua在处理的时候会自动转成字符串型,不需偶们费心。
3. 条件分支语句
例e04.lua
-- Loops and conditionals 
for i=1,5 do
print(“i is now “ .. i)
if i < 2 then 
print(“small”) 
elseif i < 4 then 
print(“medium”) 
else 
print(“big”) 
end 
end
运行结果
i is now 1 
small 
i is now 2 
medium 
i is now 3 
medium 
i is now 4 
big 
i is now 5 
big
程序说明
    if else用法比较简单, 类似于C语言, 不过此处需要注意的是整个if只需要一个end,哪怕用了多个elseif, 也是一个end.
例如
if op == "+" then
r = a + b
elseif op == "-" then
r = a - b
elseif op == "*" then
r = a*b
elseif op == "/" then
r = a/b
else
error("invalid operation")
end


4.试试看
Lua中除了for循环以外, 还支持多种循环, 请用while...do和repeat...until改写本文中的for程序。
数组的使用
1.简介
    Lua语言只有一种基本数据结构, 那就是table, 所有其他数据结构如数组啦,类啦, 都可以由table实现.
2.table的下标
例e05.lua
-- Arrays 
myData = {} 
myData[0] = “foo” 
myData[1] = 42
-- Hash tables 
myData[“bar”] = “baz”
-- Iterate through the 
-- structure 
for key, value in myData do 
print(key .. “=“ .. value) 
end
输出结果
0=foo 
1=42 
bar=baz
程序说明
    首先定义了一个table myData={}, 然后用数字作为下标赋了两个值给它. 这种定义方法类似于C中的数组, 但与数组不同的是, 每个数组元素不需要为相同类型,就像本例中一个为整型, 一个为字符串.
    程序第二部分, 以字符串做为下标, 又向table内增加了一个元素. 这种table非常像STL里面的map. table下标可以为Lua所支持的任意基本类型, 除了nil值以外.
    Lua对Table占用内存的处理是自动的, 如下面这段代码
a = {}
a["x"] = 10
b = a -- `b' refers to the same table as `a'
print(b["x"]) --> 10
b["x"] = 20
print(a["x"]) --> 20
a = nil -- now only `b' still refers to the table
b = nil -- now there are no references left to the table
    b和a都指向相同的table, 只占用一块内存, 当执行到a = nil时, b仍然指向table,
    而当执行到b=nil时, 因为没有指向table的变量了, 所以Lua会自动释放table所占内存
3.Table的嵌套
    Table的使用还可以嵌套,如下例
例e06.lua
-- Table ‘constructor’ 
myPolygon = { 
color=“blue”, 
thickness=2, 
npoints=4; 
{x=0, y=0}, 
{x=-10, y=0}, 
{x=-5, y=4}, 
{x=0, y=4} 
}
-- Print the color 
print(myPolygon[“color”])
-- Print it again using dot 
-- notation 
print(myPolygon.color)
-- The points are accessible 
-- in myPolygon[1] to myPolygon[4]
-- Print the second point’s x 
-- coordinate 
print(myPolygon[2].x)
程序说明
    首先建立一个table, 与上一例不同的是,在table的constructor里面有{x=0,y=0}, 这是什么意思呢? 这其实就是一个小table, 定义在了大table之内, 小table的table名省略了.最后一行myPolygon[2].x,就是大table里面小table的访问方式.



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