【C++/Lua联合开发】 (一) Lua基础知识

Lua 语言简介

Lua 是一种轻量级、高效的脚本语言,由巴西里约热内卢天主教大学(PUC-Rio)于1993年开发。它的名字在葡萄牙语中意为"月亮"。

Lua 的主要特点:

• 轻量级: 核心库非常小巧,完整的解释器只有几百KB
• 高效: 执行速度在脚本语言中名列前茅,特别是使用 LuaJIT 时
• 可嵌入: 设计初衷就是作为嵌入式脚本语言
• 简洁语法: 语法简单清晰,易于学习
• 动态类型: 弱类型语言,灵活但需注意类型安全
• 垃圾回收: 自动内存管理
• 协程支持: 内置协程机制,便于实现复杂的控制流

1. Lua基础数据类型

• Nil
• Boolean
• Number
• String

Nil

nil表示没有数据/未初始化的值, 全局变量设为nil会交给垃圾回收

lua的nil与C++的nullptr对比：

特性	nil	nullptr
类型	独立的数据类型	类型安全的指针字面量
表示对象	任何不存在或者未初始化的东西	仅表示空指针
内存管理	内存回收，将变量或者字段设为nil会帮助回收器释放内存	不参与内存管理
用途	更像是一个通用占位符	静态类型检查工具，防止空指针解引用错误，编译时就会判断

boolean

• lua中所有值都可以作为条件

• 除了false和nil，其他值都为真，0也为真

Number

• Lua没有整数，都是用浮点数运算

• 对应c的double类型

• tonumber 函数转换格式

String

• tostring 转换格式

• [[]] 多行字符串

• “与c一样的转义 "

• ..字符串拼接

字符串处理

• string.len

• string.sub(str, 3 ,5) 下标从1开始

• 查找： local b,e = string.find(str, "HEAD") 支持正则 // b,e为起始和结束坐标number

• 替换： string.gsub(str, "HEAD", "TAIL") 支持正则

2. 条件判断和循环语句

if语句

if conditions thenthen part
elseif conditions then elseif part 
else else part 
end 

while循环

• 示例

while condition do statements;
end 

没有`continue`

• break推出循环

repeat语句

repeat statements 
until conditions

local i = 0 
repeat print("i=" .. i)i = i + 1
until(i > 10)

for循环

• 数值循环

  for var=from,to,step do loop-part 
  end 
  

for var = 1, 5, 1 doprint("var=" .. var)
end

• 范型循环

for i,v in ipairs(a) do print(v)
end

1. 示例

local days = {"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday"}
for i, day in ipairs(days) doprint("Day " .. i .. ": " .. day)
end

3. 表

• 表的大小 table.getn(t1)

• 插入 table.insert(tab, pos, value)

  不传pos相当于push_back

• 删除 table.remove(tab, pos)，返回删除的值

  不传pos相当于 pop_back

数组表

local tab1 = {"001", "002", "003"}
for i, v in ipairs(tab1) doprint("index: " .. i .. ", value: " .. v)
endprint("----- insert -----")
table.insert(tab1, 3, "002-2")
for i, v in ipairs(tab1) doprint("index: " .. i .. ", value: " .. v)
endprint("----- insert back-----")
table.insert(tab1, 4) 
for i, v in ipairs(tab1) doprint("index: " .. i .. ", value: " .. v)
endprint("----- remove -----")
table.remove(tab1, 3)
for i, v in ipairs(tab1) doprint("index: " .. i .. ", value: " .. v)
endprint("----- remove back -----")
table.remove(tab1)
for i, v in ipairs(tab1) doprint("index: " .. i .. ", value: " .. v)
end 

二维数组

local tab3 = {}
tab3[1] = {"apple", "banana", "cherry"}
tab3[2] = {"dog", "cat", "mouse"}for i = 1, #tab3 doprint("Table " .. i .. ":")for j = 1, #tab3[i] doprint("  " .. tab3[i][j])end
end

哈希表

local tab2 = {id=123, age=20}
tab2["name"] = "sgzed"
tab2["name"] = nil for k, v in pairs(tab2) doprint("k" .. " : " .. v)
end 

在 table 构造器里 name = expr 这种简写要求 name 是合法的标识符（字母或下划线开头，后面跟字母/数字/下划线），不能以数字开头。因此写 local t = {1 = 123} 会报语法错误。

正确的写法有两种（等价或常用）：

-- 数组形式（省略键，索引从 1 开始）
local t1 = {123, 30}    -- 等同于 {[1]=123, [2]=30}-- 显式数字键（必须用方括号）
local t2 = {[1] = 123, [2] = 30}-- 如果想用字符串 "1" 作为键，需加引号或方括号
local t3 = {["1"] = 123}   -- t3["1"] 有值，但 t3[1] 是 nil（不同键）

要点：

• 标识符形式（id = val）只能用合法标识符，不能以数字开头。
• 数字键必须用方括号 [n]，或用省略键的数组语法。

4. 函数

语法

• 函数语法

  function func_name(arguments-list)  statements-list
  end
  

• Lua参数

  • 普通参数

    function test(para1, para2)
    end
    

    function test(p1, p2)if(p1 == nil) thenp1 = "default1"endif(p2 == nil) thenp2 = "default2"endprint(p1 .. " : " .. p2)
    endtest("hello")
    

• 可变参数

  function each(...)local n = select("#", ...)for i = 1, n dolocal v = select(i, ...)   -- 每次取第 i 个参数print(i, v)end
  endeach("x","y","z")
  

函数类型的变量

-- 方式1：点号
local input1 = {}
function input1.get(t)print("input received: " .. t)
end
input1.get("Hello, World!")  -- 输出: input received: Hello, World!-- 方式2：冒号
local input2 = {}
function input2:get(t)print(self, t)  -- self 是 input2
end
input2:get("Hello")  -- 输出: table: 0x...    Hello

要点：input是 table，get是 table 的一个函数字段；点号（.）和冒号（:）在定义与调用时决定是否隐式传入 self。

重载

Lua 不支持函数重载（overloading），即不能根据参数类型或数量定义多个同名函数（不像 C++ 或 Java）。函数是第一类值，可以赋值给变量。如果定义两个同名函数，后定义的会覆盖前面的，导致前面的不可用。

示例：同名函数覆盖

function add(a, b)return a + b
endfunction add(a, b, c)  -- 覆盖上面的 addreturn a + b + c
endprint(add(1, 2))      -- 报错：add 函数期望 3 个参数，但只给了 2 个
print(add(1, 2, 3))   -- 输出: 6

模拟重载（推荐方式）

用一个函数检查参数数量或类型：

function add(...)local args = {...}local n = select("#", ...)if n == 2 thenreturn args[1] + args[2]elseif n == 3 thenreturn args[1] + args[2] + args[3]elseerror("Invalid number of arguments")end
endprint(add(1, 2))      -- 输出: 3
print(add(1, 2, 3))   -- 输出: 6

要点：Lua 强调灵活性，通过可变参数 (…) 和条件检查实现类似重载；避免同名覆盖，使用不同名称或 table 存储函数。