《Lua游戏开发实战》1.2 基本语法与数据类型

1.2 基本语法与数据类型

Lua 是一种轻量级、高效且易于学习的脚本语言，广泛应用于游戏开发、嵌入式系统和脚本扩展等领域。其简洁的语法和灵活的数据类型设计使得 Lua 成为许多开发者的首选工具。本节将详细介绍 Lua 的基本语法与数据类型，帮助读者快速掌握 Lua 的核心概念。

1. Lua 的基本语法

1.1 注释

Lua 支持单行注释和多行注释：

  • 单行注释：以 -- 开头，例如： 
    1

    -- 这是一个单行注释
  • 多行注释：以 --[[ 开头，以 ]] 结尾，例如： 
    1
2
3
4

    --[[  
这是一个多行注释  
可以跨越多行  
]]

1.2 变量与赋值

Lua 中的变量无需声明类型，直接赋值即可。变量名由字母、数字和下划线组成，但不能以数字开头。Lua 是大小写敏感的，例如 myVar 和 myvar 是两个不同的变量。

  • 赋值语句：使用 = 进行赋值，例如： 
    1
2

    a = 10  
b = "Hello, Lua!"
  • 多重赋值：Lua 支持同时为多个变量赋值，例如： 
    1

    x, y = 10, 20

1.3 控制结构

Lua 提供了常见的控制结构，包括条件语句和循环语句。

1.3.1 条件语句

  • if 语句： 
    1
2
3

    if condition then  
    -- 条件为真时执行的代码  
end
  • if-else 语句： 
    1
2
3
4
5

    if condition then  
    -- 条件为真时执行的代码  
else  
    -- 条件为假时执行的代码  
end
  • if-elseif-else 语句： 
    1
2
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5
6
7

    if condition1 then  
    -- 条件1为真时执行的代码  
elseif condition2 then  
    -- 条件2为真时执行的代码  
else  
    -- 其他情况执行的代码  
end

1.3.2 循环语句

  • while 循环： 
    1
2
3

    while condition do  
    -- 条件为真时重复执行的代码  
end
  • for 循环： 
    1
2
3

    for i = 1, 10 do  
    -- 循环体  
end
  • repeat-until 循环： 
    1
2
3

    repeat  
    -- 循环体  
until condition

1.4 函数

Lua 使用 function 关键字定义函数，函数可以接受参数并返回值。

  • 定义函数： 
    1
2
3

    function add(a, b)  
    return a + b  
end
  • 调用函数： 
    1
2

    result = add(10, 20)  
print(result)  -- 输出 30

2. Lua 的数据类型

Lua 是一种动态类型语言，变量的类型由其所赋的值决定。Lua 提供了八种基本数据类型：

2.1 nil

nil 表示“无”或“空”，通常用于表示变量未赋值或表（table）中不存在的键。

  • 示例： 
    1
2

    a = nil  
print(a)  -- 输出 nil

2.2 boolean

boolean 类型有两个值：true 和 false，通常用于条件判断。

  • 示例： 
    1
2

    isTrue = true  
isFalse = false

2.3 number

number 表示数值类型，Lua 5.3 引入了整数和浮点数的区分，但默认情况下所有数值都被视为双精度浮点数。

  • 示例： 
    1
2

    a = 10      -- 整数  
b = 3.14    -- 浮点数

2.4 string

string 表示字符串类型，Lua 的字符串是不可变的，可以通过单引号或双引号定义。

  • 示例： 
    1
2

    str1 = "Hello, Lua!"  
str2 = 'Hello, World!'

2.5 table

table 是 Lua 中最重要的数据类型，用于实现数组、字典、集合等数据结构。

  • 示例： 
    1
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3
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5

    -- 定义表  
myTable = {1, 2, 3, key = "value"}  
-- 访问表元素  
print(myTable[1])  -- 输出 1  
print(myTable["key"])  -- 输出 "value"

2.6 function

function 是 Lua 中的第一类值，可以作为参数传递或存储在表中。

  • 示例： 
    1
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5

    function greet(name)  
    print("Hello, " .. name)  
end  
myFunc = greet  
myFunc("Lua")  -- 输出 "Hello, Lua"

2.7 userdata

userdata 用于表示 C 语言中的数据类型，通常用于 Lua 与 C 的交互。

  • 示例： 
    1

    -- 通常由 C 扩展库创建

2.8 thread

thread 表示协程（coroutine），用于实现非抢占式的多任务处理。

  • 示例： 
    1
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4

    co = coroutine.create(function()  
    print("Hello from coroutine")  
end)  
coroutine.resume(co)  -- 输出 "Hello from coroutine"

3. Lua 的表达式与运算符

3.1 算术运算符

Lua 支持常见的算术运算符，包括加法（+）、减法（-）、乘法（*）、除法（/）、取模（%）和幂运算（^）。

  • 示例： 
    1
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6

    a = 10 + 5  -- 加法  
b = 10 - 5  -- 减法  
c = 10 * 5  -- 乘法  
d = 10 / 5  -- 除法  
e = 10 % 3  -- 取模  
f = 2 ^ 3   -- 幂运算

3.2 关系运算符

Lua 提供的关系运算符包括等于（==）、不等于（~=）、大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）和小于等于（<=）。

  • 示例： 
    1
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5
6

    a = 10  
b = 20  
print(a == b)  -- 输出 false  
print(a ~= b)  -- 输出 true  
print(a > b)   -- 输出 false  
print(a < b)   -- 输出 true

3.3 逻辑运算符

Lua 的逻辑运算符包括与（and）、或（or）和非（not）。

  • 示例： 
    1
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5

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

3.4 字符串连接

Lua 使用 .. 运算符连接字符串。

  • 示例： 
    1
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4

    str1 = "Hello"  
str2 = "Lua"  
result = str1 .. ", " .. str2  
print(result)  -- 输出 "Hello, Lua"

4. Lua 的表操作

4.1 表的定义与访问

表是 Lua 中最重要的数据结构，可以通过索引访问表中的元素。

  • 示例： 
    1
2
3

    myTable = {1, 2, 3, key = "value"}  
print(myTable[1])  -- 输出 1  
print(myTable["key"])  -- 输出 "value"

4.2 表的遍历

Lua 提供了多种方式遍历表，例如使用 pairs 和 ipairs 函数。

  • 示例： 
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9

    myTable = {1, 2, 3, key = "value"}  
-- 使用 pairs 遍历  
for k, v in pairs(myTable) do  
    print(k, v)  
end  
-- 使用 ipairs 遍历数组部分  
for i, v in ipairs(myTable) do  
    print(i, v)  
end

4.3 表的操作函数

Lua 提供了一些内置函数用于操作表，例如 table.insert 和 table.remove。

  • 示例： 
    1
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3

    myTable = {1, 2, 3}  
table.insert(myTable, 4)  -- 插入元素  
table.remove(myTable, 2)  -- 删除元素

5. Lua 的函数进阶

5.1 可变参数

Lua 支持可变参数函数，使用 ... 表示可变参数。

  • 示例： 
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    function sum(...)  
    local result = 0  
    for i, v in ipairs({...}) do  
        result = result + v  
    end  
    return result  
end  
print(sum(1, 2, 3))  -- 输出 6

5.2 闭包

Lua 支持闭包，即函数可以访问其外部作用域的变量。

  • 示例： 
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    function createCounter()  
    local count = 0  
    return function()  
        count = count + 1  
        return count  
    end  
end  
counter = createCounter()  
print(counter())  -- 输出 1  
print(counter())  -- 输出 2

6. Lua 的错误处理

6.1 错误抛出

Lua 使用 error 函数抛出错误。

  • 示例： 
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6

    function divide(a, b)  
    if b == 0 then  
        error("除数不能为零")  
    end  
    return a / b  
end

6.2 错误捕获

Lua 使用 pcall 或 xpcall 函数捕获错误。

  • 示例： 
    1
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4

    status, result = pcall(divide, 10, 0)  
if not status then  
    print("错误信息：" .. result)  
end

7. 总结

Lua 的基本语法与数据类型是其核心内容，掌握这些知识是学习 Lua 的基础。通过本节的学习，读者应能够熟练使用 Lua 的变量、控制结构、函数和表，并理解 Lua 的动态类型特性。在后续章节中，我们将深入探讨 Lua 的高级特性及其在游戏开发中的应用。