lua入门

April 30th, 2022

首先介绍一下 lua 语言：

它是一门动态类型语言。所谓动态就是运行时，静态就是编译时。
静态语言会在编译时做类型检查，通过报错帮助程序员发现问题。
动态语言没有编译环节，类型检查发生在运行时，查到错误就会抛出异常，
程序员需要自己保证类型正确，或者做好异常处理。
因为没有类型的约束，lua 语言非常灵活，可以编写一些复杂的逻辑。
除了动态语言共同的优势以外，lua 自身有两大优势：

  • 尾调用，使得程序员可以放心的写递归算法，不必担心 StackOverflow
  • 标准化的 c api，使得 lua 语言可以与 c 语言互相调用，并且所写的 c 代码是跨平台的，不会因 lua 解释器不同而不同

一、类型系统分为“值类型”和“引用（对象）类型”

值类型有 5 种：

  1. nil类型，值也是nil
  2. boolean类型，值为true、false
  3. number类型，默认由double类型实现。m^n，求m的n次方
  4. string类型，'\0'字符不会截断字符串，可以用'、"、[[]]来构造字符串。
    #str，求 str 的字节数。str=str..str，连接两个字符串
  5. lightuserdata类型，对应 C 语言的指针值，是值不是对象

引用类型有 4 种：

  1. function类型，用function(参数列) end来构造这种对象
  2. table类型，用{}来构造这种对象
  3. thread类型，不是线程，是协程，不具有并发功能，只能用来分隔不相干的逻辑。
    每个thread有自己的call stack。由程序员调度所要执行的thread，其它thread会暂停
  4. userdata类型，Cocos2dx 里的 c++类的实例，在 lua 里就是这种类型。
    对比lightuserdata，一个是指针本身（32 位或 64 位无符号整数），一个是指针指向的对象

二、function 相关知识

  1. 传参和传返回值的时候，根据上一讲分的两大类，来传值或传引用。
  2. 除了传参和传返回值，function还会自动捕获外部的变量，术语叫upvalue，意思是上文中的变量。
    upvalue 一律传引用，也就是说，在函数内修改upvalue，那么函数外也能看到这一改变。
    利用自动捕获，function可以当做容器用，要访问容器中的变量，就必须调用该函数，以达到封装的目的
    lua 中很少做封装，常做的只有继承、多态。
  3. 尾调用。函数内出现return func(...)，那么调用栈会先 pop 当前函数，然后把 func 压入调用栈。
    这一机制的好处是，可以无限制使用递归算法，而不会发生 stack overflow。
    坏处是，调用栈不完整，在栈上看到一个函数，难以推断是哪个函数调用了这一函数，
    因为上一个函数可能已经出栈了。写或不写 return，可以控制是否使用尾调用

三、table 相关知识

  1. table是哈希表，无序容器。当键是从 1 开始的连续整数时，可以当做数组来用（有序）
  2. 与函数自动捕获引用不同，table 可以存值进去
  3. 增、改：t[k]=v
    删：t[k]=nil
    查：if t[k]~= nil then ...
    无序遍历：for k,v in pairs(t) do ...
    有序遍历：for i,v in ipairs(t) do ...
  4. setmetatable(t,mt)用来给表 t 设置一个元表 mt，元表中存放的主要是元方法，
    比如__add, __sub, __mul, __div, __len, __concat, __gc。
    前面几个相当于“运算符重载”，使 t 可以支持算术运算。gc 是垃圾回收的意思，相当于 t 的析构函数。
    可以看出，mt 控制着 t 的行为

四、类与类的实例

  1. 二者都是table，前者装有成员函数（共性），后者装有成员变量（个性）
  2. 语法糖 instance:method(argument)
    原型为 instance['method'](instance,argument)
    先在实例表里查找成员函数，通常表里只有成员变量没有成员函数，这种情况下会触发__index元方法，
    元方法去类表里继续查找，若依然找不到，再触发类表的__index元方法，一路找下去。
    找到之后，就把实例表、实参传入这个函数，于是函数内就能访问到成员变量了
  3. 语法糖instance.method(argument)
    原型为instance['method'](argument)
    这相当于其它语言中调用static成员函数，没有成员变量传入函数。
    或者class:method(argument)类表会被传入函数，
    static 成员变量应该存放在类表里，并且可以被 static 成员函数访问
  4. 上面的 class 指代一个类表，在 cocos 中，class 是一个全局函数，由 cocos 引擎提供。
    这个函数的作用是返回一个新的类表，并为其设置好：元方法__index（去父类中查找）、
    static 成员函数create（创建实例对象）、static 成员函数new（创建实例对象）、
    一般成员函数ctor（在实例对象中放入初始内容）。
    实例对象可能是table或userdata，而类一定是table。
    Cocos 引擎创建userdata的时候，总是同时创建一个table，并将二者绑在一起，
    所以可以对userdata使用table语法
  5. 上面说的语法糖，不止用于函数调用，也用于函数定义： 
    local class = {}
function class:ctor(sth)
self.field = sth
end
--等价于：
local class = {}
function class.ctor(self, sth)
self.field = sth
end

其它

  1. lua 中任意类型的值都可以代表真假。只有nil和false两个值代表假，其它值都代表真。
  2. and和or运算符，不会把它们所连接的表达式转成boolean型，这一点跟其他语言不同。
    a and b or c与其它语言的 a ? b : c功能类似，具体是：若 a 和 b 为真，则返回 b；
    若 a 为假，则返回 c。若 a 为真，b 为假，则返回 c，这与?:不同。
  3. 参考手册 https://www.lua.org/manual/5.1/
  4. https://learnxinyminutes.com/docs/zh-cn/lua-cn/

乌托邦

xl

Stay hungry, Stay foolish.