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Lua 入门学习笔记

本教程旨在帮助有编程基础的学习者快速入门Lua编程语言。包括Lua中变量的声明与使用，包括全局变量和局部变量的区别，以及nil类型的概念、数值型、字符串和函数的基本操作，包括16进制表示、科学计数法、字符串连接、函数声明与调用等。此外，还介绍了table类型及其数字下标和字符串下标的用法，包括数组型table的声明、赋值、长度获取以及元素操作等。最后，介绍了Lua中的全局表、真和假的定义、分支判断语句以及三种循环语句（for循环、while循环）

建议有编程基础的同学使用这篇文章

一、编译环境

在线体验LuatOS

先直接写一个输出

print("hello world")

• 是print不是printf
• 语句后面没有分号

二、变量声明与作用域

• 默认全局变量：Lua 中直接赋值的变量默认是全局变量，跨文件可见。

• 局部变量：使用 local 关键字声明，作用域限定在当前代码块、函数或文件内。

• 多变量赋值：

  local a = 0
  b, c = 1, 2    -- 同时声明 b=1, c=2
  d, e, f = 1, 2 -- c 未被赋值，值为 nil
  

  • 规则：
    • 左侧变量数 > 右侧值时，多余变量赋 nil；
    • 右侧值数 > 左侧变量时，多余值被忽略。

三、数据类型系统

nil 类型

• 表示未初始化或显式赋空值：没有初始化的都为nil

• 相当于C语言中的NULL类型

  local a
  print(undeclared_var) -- 输出 nil
  

number 类型

在c语言里面数值有很多个类型，比如说int chair long float,但是在lua里面都统一叫做number数值型。

• 统一数值类型，支持多种表示方式：

  • 十进制：123
  • 十六进制：0x1F（十进制 31）
  • 科学计数法：2e10（表示 20000000000）

• 运算支持： lua也是支持加减乘除运算的，以及成幂符号，左移右移

  print(10 ^ 5)    -- 幂运算输出 100000
  print(1 << 3)    -- 左移运算输出 8
  print(8 >> 1)    -- 右移运算输出 4
  

string 类型

字符串的声明的话，跟c是差不多的。我们可以在lua里用双引号来圈住一些字，表示一个字符串也可以用单引号圈出一个字，表示字符串单引号和双引号都是可以的，而且支持转义字符。

• 声明方式：

  • 单引号/双引号：支持转义符（如 \n）

  • 长字符串：[[多行文本]]（保留原始格式，不转义）

    a = "agcuiogogqWCU"
    b = 'uigdcfuwioge'
    c = [[dghoeuivfqwe 
    qiowhc1266]]
    

• 操作：

  另外在lua里面字符串的连接符号不是加号，是两个点

  c = a..b                -- 连接运算符是两个点
  print(#"0123456789")    -- 井号获取长度，输出 10
  

• 类型转换：

  s = tostring(10)       -- 转字符串 "10"
  n = tonumber("10")     -- 转数值 10
  tonumber("abc")        -- 转换失败返回 nil
  

• 显示字符串长度：

  a = "agcuiogogqWCU"
  print(#a) 			   --在打印的前面加上'#'就可以显示这个字符串的长度
  

四、函数定义与使用

函数声明

• 一般的声明方式：

  function function_name(...)...-- body
  end
  

• 两种等效方式：

  function f(a, b) print(a, b) end
  f = function(a, b) print(a, b) end
  

参数与返回值

• 参数处理：

  • 参数不足时自动补 nil，多余参数被忽略。

• 多返回值： 我们可以在函数里主动返回一些值，并且可以返回多个值

  function f() return 1, 2 end
  i, j = f() -- i=1, j=2
  

• 默认返回值：无 return 时返回 nil。

---

五、表（table）数据结构

数组型 table

• 语法：

  • 用大括号将成员括起来 ‘{ }’

  • 用赋值 ‘=’ 赋值给变量

  • 用逗号将成员分开 ‘,’

    arr = {1,2,3,4,5}
    

• 核心特性：

  • 下标从 1 开始，支持混合类型元素（也就是说可以存数字、字符串、函数、其他的table，但要注意用 ‘,’ 隔开）。
  • 未定义元素值为 nil。
  • 动态扩展——对于table中没有定义的位置可以直接赋值
  • 自带的接口
    • insert(【table】,【位置】,【值】)
    • remove(【table】,【位置】) ——有返回值，返回被移除的元素

• 操作示例：

  arr = {1, "two", {subtable = true}}
  print(arr[5])           -- 输出 nil
  arr[5] = "new"          -- 动态扩展
  print(#arr)             -- 获取长度 5
  table.insert(arr, 2, "d")  -- 插入元素
  removed = table.remove(arr, 2) -- 移除元素并返回 "d"
  

哈希表型 table

• 字符串下标：

  tbl = {key1 = 1,c = function()--.....end,["特殊符号"] = 123 		--注意中括号以及""
  }
  tbl["abc"] = "abc"
  print(tbl.key1)            -- 输出 1(这种输出方式需要字符串下标符合变量命名规范)
  print(tbl["特殊符号"])    	-- 输出 123（注意是字符串，带有""）
  

• 未声明键值返回 nil，支持动态添加键值对。

全局表 _G

• 存储所有全局变量：

  a = 1
  print(_G["a"])
  print(_G.a)            -- 输出 1
  print(_G.table.insert) -- 输出函数地址
  

• 实际上table也是一个全局变量，table这个全局变量它的类型就是table,它有一个下标叫做insert,同时table, 它因为是全局变量，所以它也在下划线g全局表里面，就像这样，我们打印出来发现它是一个table,而且呢，因为他也是一个table.

print(_G["table"]["insert"])

六、控制结构

逻辑运算

• 真假规则：仅 false 和 nil 为假，其他值（包括 0）为真。

  a = true
  b = false
  print(1 > 2)
  print(1 < 2)
  print(1 <= 2)
  print(1 >= 2)
  print(1 == 2)
  print(1 ~= 2)
  

  注意：在lua中不等于是用 " ~=" 表示的，不是用 “!=” 表示的

  短路求值：

  print(nil or 0)       -- 输出 0（返回第一个真值）
  print(true and "yes") -- 输出 "yes"（返回第二个操作数）
  

• and(与) or(或) 和 not(非)

  a = true
  b = false
  print(a and b)
  print(a or b)
  print(not a)
  

  注意：

  • 在lua里有个特殊的规定，在lua里面只有false和nil代表假，其他都是真c语言里面零也代表假，但是在lua里面数字0是代表真的，因为他不是nil或者false

  • Lua里面的end or和not返回的并不是完全是false和true, lua里会直接返回a或者b的值

  • 我们可以用and和or来实现短路求值

    a = nil
    b = 0
    print(a and b)
    print(a or b)
    print(not a)
    

    运行结果：

    

分支判断

• 语法：

  if 【condition】 then-- code
  elseif 【condition2】 then-- code
  else-- code
  end
  

• 注意：

  • elseif中间没有空格
  • 条件后面有then
  • 就像上面提到的0也是代表真

循环结构

• for 循环：

  for i = 1, 10 do  -- 倒序循环if i == 5 then break end
  end
  

  注意：

  • 循环定义了一个变量，然后给变量一个初值，再给变量定义一个结束值，下面是执行的代码块，这个变量是可以直接使用的。当然这个变量出了这个代码块之后，就没有意义了。

  • 我们还可以再加一个参数，这个参数叫做步长，就是每一次循环初值i的变化的值

  • 循环里面i在运行图中是不能手动更改的。如果你修改了，他会默认悄悄给你在这边新建一个变量，它新建了一个临时变量，叫做i,你后面调用的时候会用到i,这一点和c不太一样，它的循环是不能更改的。

    for i = 10, 1, -1 do  -- 倒序循环if i == 5 then break end
    end
    

    for i=10,i,-1 doprint(i)local i=1  -- 新建一个临时变量--....
    end
    

• while 循环：

  n = 10
  while n > 1 don = n - 1  -- 必须显式修改循环变量if n == 5 then break end
  end
  

  注意：lua不支持自减操作如n--、n -= 1这些

七、字符串高级特性

• 二进制安全：支持存储空字符（0x00）：

  s = string.char(0x30, 0x31, 0x32, 0x33, 0x00)
  print(#s)  -- 输出 5（包含空字符）
  

• 索引从 1 开始：

  second = string.sub(s, 2, 2)
  print(string.byte(second))  -- 输出 49（ASCII 码值）
  

八、类型转换与数值表示

操作	成功返回值	失败返回值
tonumber("123")	123	nil
tonumber("0x1F")	31	nil
tostring(123)	“123”	-
tostring(nil)	“nil”	-

九、编程实践要点

1. 变量作用域：优先使用 local 声明局部变量。
2. 表操作：注意数组下标从 1 开始，# 仅统计连续数字下标长度。
3. 字符串处理：使用 .. 连接，# 获取字节长度。
4. 函数设计：支持多返回值，参数不足自动补 nil。
5. 全局变量管理：通过 _G 表访问，避免污染全局命名空间。

进一步学习建议：

• 参考 Lua 5.3 官方手册
• 搜索 “Lua 5.3 参考手册” 查看完整函数库（如数学库、协程等）。

后面我会整理进阶部分的笔记，之后会把笔记链接粘贴到这里。