《Lua程序设计》读书笔记

蔚落 2022-01-07 01:51 255阅读 0赞

# ·概要： #

> 还是在工作之后才听说的Lua脚本语言--游戏制作领域的脚本语言。不过算来也不是第一次接触，原先喜欢的游戏魔兽世界就是以lua作为脚本语言的。
> 
> lua在的读法是"鲁啊"是月亮的意思。

# ·要点： #

> 基础语法：
> 
> \--常规说明：
> 
> 注释方法：单行注释方法是以两个连字符(--)开始一个行注释；
> 
> 块注释方法是以"—\[\["开始以"\]\]"(推荐是"—\]\]")结尾，
> 
> 可在\[\[之间加任意=，而对应的\]\]之间也要有相同数量的=；
> 
> 程序块：使用关键字do (换行) <body> (换行) end的形式；
> 
> 与Python一样不需要使用";"表示语句的结束；
> 
> 特殊类型nil表示无效值--为初始化的全局变量就是nil，也可通过赋值nil来删除
> 
> 变量--这是垃圾回收器会自动销毁变量；

> 类型和值：
> 
>  lua中的类型有：nil,boolean,number,string,userdata,function,thread,
> 
>  table(核心,同时也是唯一的数据结构);
> 
>  nil:用于表示"无效值"的概念;
> 
>  boolean:可选值true/false，其中为假值的情况只有false和nil;
> 
>  number:表示实数，lua中没有整数类型;
> 
>  userdata:主要用于跟C程序交换数据时使用;
> 
>  function:函数--作为"第一类值"来看待;
> 
>  thread:协同程序中使用;
> 
>  string:不可变值，表示"一个字符序列";
> 
>  完全采用8位编码--可将任意二进制数据存储到一个字符串中；
> 
>  可采用单引号和双引号两种方式定义，支持转移字符；
> 
>  多行字符串定义可采用\[=\[和\]=\]形式，其中=数量任意；
> 
>  字符串连接操作符是".."--如果后接数字需要添加空格；
> 
>  系统提供数字和字符串的自动转换；
> 
>  操作符"\#"可以获取字符串的长度；
> 
>  table:有点像数据表，索引可以是除nil外的任意值;
> 
>  可以动态增减大小，是lua中主要且仅有的数据结构机制；
> 
>  通过table可以实现数组、符号表、集合、记录、队列等数据结构；
> 
>  模块、包和全局空间都是table结构,同时面向对象也通过table实现；
> 
>  在Lua中table是"对象"--即使用的是table的应用；
> 
>  使用构造表达式"\{\}"来创建table；
> 
>  table永远是"匿名的",变量只是持有的对table的应用；
> 
>  访问table元素有两种方法：a\["key"\]和a.key是等价的；
> 
>  需要注意的是table的索引默认的话是从1开始的--这和其他语言不同；
> 
>  通过操作符\#可获取table的最大数字索引值--需小心索引空隙；

> 表达式：
> 
> \--算术操作符：有-(负号),+,-,\*,/,^(指数),%
> 
>  其中取模%规则是：a%b=a-floor(a/b)\*b；
> 
>  对于整数是通常意义上的取模操作，结果符号与b相同；
> 
>  对于实数,x%1得到x的小数部分；
> 
>  对于实数x，x-x%0.01得到x精度到小数点后两位的结果；
> 
> \--关系操作符：有<,<=,>,>=,==和~=六个；
> 
>  nil自与自身相等；
> 
>  对table,userdata和fucntion比较引用--引用相同对象才相等；
> 
> \--逻辑操作符：有and,or和not三个；
> 
>  and和or都使用短路求值；
> 
>  惯用法：x=x or v用于对未初始化x设置默认值v；
> 
>  惯用法：(a and b) or c类似于C++中的a?b:c语法；
> 
> \--字符串连接操作符：操作符".."(两个点)
> 
>  即使两个操作符都是数字也会先将数字转变为字符串在连接；
> 
>  字符串是不可变量，所以连接操作后得到的是新字符串；
> 
> \--操作符优先级：^>(not\#-)>(\*/%)>(+-)>..>(<><=>=~===)>and>or
> 
> \--table构造式：列表风格：a=\{"Sunday","Monday","Tuesday"\}
> 
>  记录风格：a=\{x=10,y=-2\}

> 流程控制语句：
> 
> \--赋值：修改变量或table元素值，更改变量的引用；
> 
>  Lua支持多重赋值--可交换变量和函数返回多个值；
> 
> \--局部变量与块：通过local语句可以创建局部变量；
> 
> \--分支控制if:if语句格式：if cond then
> 
>  body
> 
>  elseif cond then
> 
>  body
> 
>  else
> 
>  body
> 
>  end
> 
> \--whil循环：while格式：while cond do
> 
>  body
> 
>  end
> 
> \--repeat循环：repeat格式：repeat
> 
>  body
> 
>  until cond
> 
>  repeat应该是替换C++中的do…while循环；
> 
> \--数字型for循环：for var=exp1,exp2,exp3 do
> 
>  body
> 
>  end
> 
> \--泛型for循环：通过迭代器函数来遍历所有值；
> 
>  for k\[,v\] in pairs(t) do
> 
>  body
> 
>  end
> 
> \--break和return:
> 
>  break语句用于结束一个循环；
> 
>  return语句主要用于在函数中返回结果和结束函数执行；
> 
>  需要注意的一点是break和return只能是一个块的最后一条语句；

> 函数：函数是一种对语句和表达式进行抽象的主要机制；
> 
>  在lua中如果参数是字面字符串或table构造式函数调用可以省略括号；
> 
>  对象调用方法有两种方式：obj.func(x,y)和obj:func(x,y)；
> 
>  函数定义方法：function func\_name(args)
> 
>  body
> 
>  end
> 
>  lua会自动匹配参数和实参--多余舍去不足用nil初始化；
> 
>  默认实参：使用参数自动匹配和n=n or 1语句来设置默认参数；
> 
> \--多返回值：lua会调整返回值的数量以适应不同的调用情况：
> 
>  只有作为表达式最后一个元素时才获取所有参数，否则只得到第一个返回值；
> 
>  用到多返回值的情况：多重赋值、函数实参、table构造式、return语句；
> 
>  在return语句中，使用括号将强制值返回第一个返回值；
> 
> \--变长参数：语法格式：fucntion fucn\_name(arg1,…)
> 
>  body
> 
>  end
> 
>  操作符"..."表示该函数可以接受不同的实参--即变长参数；
> 
>  表达式"..."表示一个由所有变长参数构成的数组；
> 
>  使用："a,b=…"的形式或"for i,v in ipairs\{…\}"或"return …"形式;
> 
>  可通过select()函数来访问可变参数"..."中指定位置的参数；
> 
> \--具名参数：具名参数是指调用是采用"func\_name(a=b)"的形式来指定实参；
> 
>  可通过将参数设定为table的方法来间接实现具名参数；
> 
> \--匿名函数：定义形式：foo=function (x) return 2\*x end的形式；
> 
> \--闭合函数：Lua中可在函数中定义函数,且内部函数可访问外部函数的局部变量；
> 
>  外部函数的局部变量在内部函数中叫非局部变量--不会在外部函数推出后失效；
> 
>  closure(闭合函数)是\{函数+该函数所需访问的所有非局部变量\}；
> 
>  同一函数的不同closure的非局部变量是不相干的；
> 
>  利用闭合函数(closure)可以进行函数式编程；
> 
> \--非全局的函数：指将函数存储在table字段或局部变量中的函数；
> 
>  局部函数定义：local f=function (args) body end
> 
>  local function foo(args) body end
> 
>  table字段函数：tab.foo=function (args) body end
> 
>  tab=\{foo=function (args) body end\}
> 
>  function tab.foo(args) body end
> 
> \--递归函数：在定义递归函数时需要先将函数进行local func初始化；
> 
> \--尾调用：只有"return func\_name(args)"形式作为结尾才是尾调用；
> 
>  尾调用市不会保留上一个函数状态--类似goto不会保留函数调用链；
> 
>  一个典型应用是编写"状态机"；

> 迭代器与泛型for:
> 
>  迭代器是一种可以遍历集合中所有元素的机制--主要为for编写；
> 
>  迭代器是调用一次返回集合中下一个元素的函数；
> 
>  泛型for会做所有的薄记工作，而迭代器只需要正确返回集合中下一个元素；
> 
>  迭代器包含两部分：工厂函数如ipairs()函数和工作器函数；
> 
>  为了正确返回集合中的下一个元素，迭代器需要保存状态：
> 
>  使用closure机制；
> 
>  使用泛型for的恒定状态和控制变量来记录；
> 
>  扩展恒定状态为table来传递复杂状态；

> 编译、执行和错误：
> 
>  Lua允许先将源代码预编译为一种中间形式，相关函数：
> 
>  dofile():编译并执行lua文件；
> 
>  loadfile():编译lua文件但不执行,以函数形式返回而函数调用就是执行；
> 
>  loadstring():与loadfile()功能一样,但参数是string；
> 
>  底层函数package.loadlib()可以加载动态库；
> 
> \--错误处理：
> 
>  作为脚本语言,lua把异常处理交给了宿主语言来处理而只提供错误信息；
> 
>  错误处理方式：
> 
>  返回nil和错误信息；
> 
>  通过error()函数抛出异常，相关build-in函数是assert()函数；
> 
>  可以用pcall()函数包装需要执行的代码；

> 协同程序(coroutine)：
> 
>  协同程序是一条执行序列,拥有自己独立的栈、局部变量和指令指针,
> 
>  同时与其他协同程序共享全局变量和其他大部分共享资源；
> 
>  与线程的区别：
> 
>  协同程序像同步后的线程,每次只有一个协同程序在执行；
> 
>  协同程序只能自己要求挂起(可通过其他方式改变)；
> 
>  所有的协同程序相关函数放在"coroutine"的table(库)中；
> 
>  协同程序的数据类型为thread类型；
> 
>  协同程序的4种状态：
> 
>  挂起(suspended):创建和调用yield()后进入该状态；
> 
>  运行(running):通过resume()启动协同程序后进入该状态；
> 
>  死亡(dead):执行完协同程序后进入此状态；
> 
>  正常(normal):调用resume的协同程序处于此状态；
> 
>  相关函数：
> 
>  coroutine.create(func):创建协同程序；
> 
>  coroutine.resume():启动协同程序；
> 
>  coroutine.yield():挂起协同程序；
> 
>  coroutine.statue():检查协同程序的状态；
> 
>  一个比较好的例子是生产者/消费者模型；

> 数据结构：
> 
>  Lua中的数据结构都是通过table来实现的；
> 
> \--数组：使用数字做索引的table；
> 
>  需要注意的是Lua中的惯例是索引从1开始的；
> 
> \--矩阵和多维数组：
> 
>  实现多维数组的两种方法：一种是使用table中嵌套table的方法；
> 
>  还一种是将二位数组变更为一维后存储在table中；
> 
>  因为table本身就是稀疏的，所以用table实现的稀疏表不存在内存开销问题；
> 
> \--链表：只需要将table的一个字段持有下一个table的引用就可以了；
> 
> \--队列和双向队列：通过table库的插入/删除函数可模拟队列行为；
> 
> \--集合与无序组：可将table索引定义为元素，将值定义为真假值来实现集合概念；
> 
> \--字符串缓冲：因为字符串是不可变值,像连接操作会产生新字符串开销，
> 
>  可使用table来缓存字符,最后用table.concat()来连接成字符串；
> 
> \--图：也可通过table来表示图的概念；
> 
>  对应不同的图表示有不同的算法匹配；

> 数据文件与持久性：
> 
> \--数据文件：
> 
>  数据文件指按固定格式(如html/xml等)存储数据的文件；
> 
>  lua拥有自己的数据存储方法：Enty\{\}或Enty\{key=value\}形式，
> 
>  可在程序中定义Enty函数来处理数据
> 
>  \--因为调用table可省略括号所以数据就变成了函数调用；
> 
> \--持久性：可将lua代码保存为字符串形式--需要注意转移字符；

> 元表与元方法：
> 
>  元表：定义了一个table行为属性的另一个table；
> 
>  元方法：元表中定义的行为函数；
> 
>  table和userdata像类一样可以定义自己的独立元表，
> 
>  而其他类型则共享所属类型的元表行为,且需要通过C代码设置；
> 
>  相关函数：getmetatable()和setmetatable()两个函数；
> 
> \--算术类的元方法：\_\_add,\_\_sub,\_\_mul,\_\_div,\_\_unm(取反),\_\_mod,
> 
>  \_\_pow,\_\_cancat;
> 
>  查找元方法顺序：先在第一个值元表中查找,然后是第二个值,都没有会报错；
> 
> \--关系类元方法：\_\_eq(==),\_\_lt(<),\_\_le(<=)三种基础比较；
> 
>  其他的关系比较操作都是通过上述三种基础比较操作来实现；
> 
>  不支持混合比较和拥有不同元方法的比较；
> 
> \--库定义的元方法：程序库在元表中定义自己的字段；
> 
>  常用字段：metatable.\_\_tostring():printh函数调用时会调用；
> 
>  metatable.\_\_metatable():保护metatable不会被得到/修改；
> 
> \--table访问的元方法：提供改变table行为的方法,相关方法：
> 
>  \_\_index:查找元素是调用，在访问table中字段时，先在tablez中查找，
> 
>  然后调用\_\_index()函数返回结果，都不存在时返回nil；
> 
>  \_\_index既可以赋值为函数也可以赋值为table；
> 
>  可通过函数rawget来禁用\_\_index的方法；
> 
>  \_\_newindex元方法：用于赋值给不存在的字段时调用；
> 
>  当\_\_newindex赋值为table的话,调用\_\_newindex会
> 
>  对绑定的table赋值而不是更改原table；
> 
>  使用\_\_index和\_\_newindex可实现：只读table/具有默认值table/继承关系；

> 环境：具有一定生命期的保存相应数据的table结构；
> 
>  lua将所全局变量保存在环境table中--环境table自身保存在全局变量\_G中；
> 
>  为防止对全局变量的误操作可以给全局环境table设置元表；
> 
>  可通过函数setfenv()来设置函数的环境,并可以通过在非全局环境中包含
> 
>  全局环境来使用全局变量；

> 模块与包：
> 
>  模块就是程序库，而包则是一个完整的模块库--整合库/Lua的发行单位；
> 
>  模块和包的搜索路径：当前目录=》环境配置目录，会查找lua文件和C文件；
> 
>  包采用文件夹结构,需要包含一个init.lua的文件；
> 
> \--加载：
> 
>  加载函数是require()--当参数是字符串时一般省略括号；
> 
>  函数require()会加载模块中的变量和函数等数据结构到全局变量中；
> 
> \--编写module：
> 
>  在文件开始创建table,中间定义字段函数,最后返回table；
> 
>  为了增加模块特性可扩展模块结构；
> 
>  新增函数module会自动应用扩展来增强模块特性；

> 面向对象编程：
> 
>  在Lua中更能体现面向对象是一种思想--通过table实现面向对象编程；
> 
>  用惯了C++方式的面向对象方法在使用Lua的面向对象很不习惯；
> 
> \--类： 
> 
>  通过table的元表和\_\_index元方法可实现类的概念；
> 
>  通过在元表中定义new方法可实现类的构造函数；
> 
>  语法obj.func(obj,args)等价于obj:func(args)--可隐藏self/this；
> 
> \--继承：
> 
>  单继承的实现通过元表和\_\_index表来实现；
> 
> \--多重继承：
> 
>  通过\_\_index函数来实现多继承--但以为函数调用存在性能开销；
> 
> \--私密性即封装：
> 
>  将方法和数据分离放入不同的table中--不常用的技巧；

> 弱引用table:
> 
> 弱引用—一种会被垃圾收集器忽视的对象引用
> 
> 弱引用table:具有弱引用条目的table
> 
> Lua只会回收弱引用table中的对象—而不是值(字符串也是值)
> 
> 实现方法是通过元表的\_\_mode字段设置为带k/v的字符串
> 
> \--备忘录函数
> 
> 根据空间换时间的思想可缓存计算结果来减少频繁操作的耗时
> 
> 而缓存的存储则花费空间—即内存
> 
> 弱引用可以在结果没有使用时由垃圾回收器自动回收内存
> 
> \--对象属性
> 
> 将对象作为key来关联属性时,如引用解决了无法删除对象key
> 
> 弱引用table的应用--回顾table的默认值

> 标准库：
> 
> \--I/O库：
> 
> \--数学库：由一组标准的函数构成:
> 
> 三角函数(sin,cos,tan,asin,acos等),指数对数函数(exp,log,log10等),
> 
> 取整函数(floor,ceil,max和min),变量pi和huge(最大数字),
> 
> 生成伪随机数函数(math.random,math.randomseed)
> 
> \--table库：由一些辅助函数构成，这些函数将table作为数组来操作:
> 
> 插入和删除(table.insert,table.remove),排序(table.sort),
> 
> 连接(table.concat)
> 
> \--字符串库：
> 
> 原始字符串操作:创建字符串,连接字符串和获取字符串长度
> 
> 在5.1中也将string库的函数导出为字符串类型的方法(元表实现)
> 
> 表示位置时需要注意的是:起始位置为1且负数表示从结尾计数
> 
> 因为字符串是不可变值,所以返回字符串都是新字符串
> 
> 基础字符串函数:string.len(s),string.rep(s,n),string.lower(s),
> 
> string.upper(s),string.sub,string.charstring.byte,
> 
> t=\{s:byte(1,-1)\},string.char(unpack(t)),string.format;
> 
> \--模式匹配函数
> 
> 没有采用POSIX和perl的正则表达式方式
> 
> 相关函数:
> 
> string.find –找到完全匹配时返回起始索引和结尾索引
> 
> \--也可以含开始搜索的开始位置参数
> 
> string.match –与string.find类似,但返回的是子串
> 
> string.gsub –用指定参数替换所有匹配
> 
> \--也有可选参数来指定替换次数
> 
> string.gmatch –返回的是函数,用在泛型for中可作为迭代器使用
> 
> 模式
> 
> 跟正则表达式中的模式是一种概念,但是lua自己的规则
> 
> 定义好的字符分类
> 
> .(所有字符)%a(字母)%d(数字)%w(字母和数字字符)
> 
> %l(小写字母)%u(大写字母)
> 
> %c(控制字符)%p(标点符号)%s(空白字符)
> 
> %x(十六进制数字)%z(内部表示为0的字符)
> 
> \--大写形式表示的是补集
> 
> 魔法字符—需要用%来转义
> 
> \--().%+\*-?\[\]^$
> 
> \--因为这些字符都有特殊含义需要转义符号%来转义
> 
> 自定义字符分类
> 
> \--定义方式是用\[\]将规则放入其中间位置,如二进制\[01\]
> 
> \--可以通过符号”-”表示区间,如八进制\[1-7\]
> 
> \--符号”^”表示取反操作—即得到补集
> 
> 重复性修饰符
> 
> \+ 重复1次或多次
> 
> \* 重复0次或多次
> 
> \- 也是重复0次或多次
> 
> ? 出现0或1次，表示可选概念
> 
> \--其中-和\*的区别可以通过例子来理解:
> 
> 对于C++中/\*和\*/,符号\*会尽可能多的匹配—即匹配最后\*/
> 
> 而符号-则尽可能少的扩展来找到第一个\*/
> 
> 特殊符号
> 
> 如果模式以^开头则只会匹配目标字符串的开头部分
> 
> 如果模式以$结尾则只会匹配目标字符串的结尾部分
> 
> 可使用%b<x><y>来匹配成对的字符
> 
> 捕获
> 
> 捕获的概念是有选择的从目标字符串中提取匹配内容
> 
> 表示为将需要捕获的模式放入在()中
> 
> 可以使用”%数字”的形式来引用其他捕获
> 
> 替换
> 
> 主要是扩展string.gsub函数,即替换的目标可以是函数或table
> 
> 当第三个函数或table字段返回nil时不做替换
> 
> 技巧
> 
> \--没看
> 
> \--操作系统库：
> 
> \--调试库：

# ·小结： #

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