Lua编程2之数据类型

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思考并回答以下问题：

  • nil的“删除”作用怎么理解？如何删除table里的一个值？
  • 怎么比较一个变量是否为nil？
  • 数字零和空字符串为真吗？假有哪些？
  • 如何表示块字符串？如何避免误解析的发生？
  • 显式转换函数有哪些？
  • 如何计算字符串的长度？
  • 如何构建数组？第一个索引是0吗？table会固定长度吗？
  • a = {} a[1000] = 1 和table.maxn()之间有什么关系？
  • function和int类型一样怎么理解？C#中的delegate，class和int一样怎么理解？
  • lua中如何进行字符串连接？
  • Lua将nil作为界定数据结尾的标志会导致什么问题？

数据类型

Lua是一种动态类型的语言，变量本身没有类型，只有值拥有类型。Lua语言本身没有提供类型定义的语法，每个值都“携带”了它自身的类型信息。

在Lua中有8种基础类型，分别是：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread和table。

**数据类型**
**描述**
nil 这个最简单，只有值nil属于该类型，表示一个无效值（在条件表达式中相当于false）。
boolean 包含两个值：false和true。
number 表示双精度类型的实浮点数
string 字符串由一对双引号或单引号来表示
function 由 C 或 Lua 编写的函数
userdata 表示任意存储在变量中的C数据结构
thread 表示执行的独立线路，用于执行协同程序
table Lua 中的表（table）其实是一个“关联数组”（associative arrays），数组的索引可以是数字或者是字符串。在 Lua 里，table 的创建是通过“构造表达式”来完成，最简单构造表达式是{}，用来创建一个空表。

我们可以通过type函数获得变量的类型信息，该类型信息将以字符串的形式返回。如：

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print(type("hello world")) --string
print(type(10.4)) --number
print(type(print)) --function
print(type(true)) --boolean
print(type(nil)) --nil
print(type(type(X))) --string

nil（空）

nil是一种类型，它只有一个值nil，它的主要功能是区别其他任何值。就像之前所说的，一个全局变量在第一次赋值前的默认值的默认值就是nil，将nil赋予一个全局变量等同于删除它。Lua将nil用于表示一种“无效值”的情况，类似C#中的null。

例如打印一个没有赋值的变量，便会输出一个nil值：

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print(type(a)) -- nil

对于全局变量和table，nil还有一个“删除”作用，给全局变量或者 table 表里的变量赋一个nil值，等同于把它们删掉，如下面代码：

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tab1 = { key1 = "val1", key2 = "val2", "val3" }
for k, v in pairs(tab1) do
    print(k .. " - " .. v)
end

tab1.key1 = nil
for k, v in pairs(tab1) do
    print(k .. " - " .. v)
end

nil作比较时应该加上双引号 “”：

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type(X) --nil
type(X)==nil --false
type(X)=="nil" --true

type(X)==nil结果为false的原因是因为type(type(X))==string。

boolean（布尔）

boolean类型只有两个可选值：true（真）和false（假），Lua把false和nil看作是“假”，其他的都为“真”，如数字零和空字符串也为真，这点需要注意。

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print(type(true))
print(type(false))
print(type(nil))

if false or nil then
    print("至少有一个是 true")
else
    print("false 和 nil 都为 false!")
end

以上代码执行结果如下：

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boolean
boolean
nil
false 和 nil 都为 false!

number（数字）

Lua默认只有一种number类型——double（双精度）类型（默认类型可以修改luaconf.h里的定义），以下几种写法都被看作是number类型：

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print(type(2))
print(type(2.2))
print(type(0.2))
print(type(2e+1))
print(type(0.2e-1))
print(type(7.8263692594256e-06))

Lua中没有专门的类型表示整数。

string（字符串）

字符串由一对双引号或单引号来表示。

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string1 = "this is string1"
string2 = 'this is string2'

Lua支持和C语言类似的字符转义序列，见下表：

**转义符**
**描述**
\a 响铃
\b 退格
\n 换行
\r 回车
\t 水平Tab
\ 反斜杠
\” 双引号
\’ 单引号

也可以用2个方括号“[[]]”来表示“一块”字符串，这个时候会禁用里面的转义字符。

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html = [[
<html>
<head></head>
<body>
    <a href="http://www.runoob.com/">菜鸟教程</a>
</body>
</html>
]]
print(html)

如果两个方括号中包含这样的内容：a = b[c[i]]，这样将会导致Lua的误解析，因此在这种情况下，我们可以将其改为[===[ 和 ]===]的形式，从而避免了误解析的发生。

在对一个数字字符串上进行算术操作时，Lua会尝试将这个数字字符串转成一个数字，这和C#中的加号会进行字符串拼接不同:

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print("2" + 6) --8.0
print("2" + "6") --8.0
print("2 + 6") -- 2 + 6
print("-2e2" * "6") -- -1200.0
print("error" + 1)
--[[
stdin:1: attempt to perform arithmetic on a string value
stack traceback:
    stdin:1: in main chunk
    [C]: in ?
 --]]

以上代码中”error” + 1执行报错了，字符串连接应该使用的是..，如：

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print("a" .. 'b') --ab
print(157 .. 428) --157428

尽管Lua提供了这种自动转换的功能，为了避免一些不可预测的行为发生，特别是因为Lua版本升级而导致的行为不一致现象。鉴于此，还是应该尽可能使用显式的转换，如字符串转数字的函数tonumber()，或者是数字转字符串的函数tostring()。对于前者，如果函数参数不能转换为数字，该函数返回nil。如：

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line = "150.56"
n = tonumber(line)
if n == nil then
    error(line .. " is not a valid number")
else
    print(n * 2)
end

使用#来计算字符串的长度，放在字符串前面，如下实例：

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len = "hello world"
print(#len) --11
print(#"hello world") --11

table（表）

在Lua里，table的创建是通过“构造表达式”来完成，最简单构造表达式是{}，用来创建一个空表。也可以在表里添加一些数据，直接初始化表：

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-- 创建一个空的 table
local tbl1 = {}

-- 直接初始表
local tbl2 = {"apple", "pear", "orange", "grape"}

Lua中的表（table）其实是一个“关联数组”（associative arrays），数组的索引可以为任意类型（nil除外）。类似C#中的Dictionary的Key-Value结构。

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a = {}
a["key"] = "value"
key = 10
a[key] = 22
a[key] = a[key] + 11
for k, v in pairs(a) do
    print(k .. " : " .. v)
end

脚本执行结果为：

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key : value
10 : 33

不同于其他语言的数组把0作为数组的初始索引，在Lua里表的默认初始索引一般以1开始。

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local tbl = {"apple", "pear", "orange", "grape"}
for key, val in pairs(tbl) do
    print("Key", key)
end

脚本执行结果为：

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Key    1
Key    2
Key    3
Key    4

table不会固定长度大小，有新数据添加时table长度会自动增长，没初始的table都是nil。

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a3 = {}
for i = 1, 10 do
    a3[i] = i
end
a3["key"] = "val"
print(a3["key"])
print(a3["none"])

脚本执行结果为：

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val
nil

在Lua中还提供了另外一种方法用于访问table中的值，见如下示例：

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a.x = 10      --等同于a["x"] = 10
print(a.x)    --等同于print(a["x"])
print(a.y)    --等同于print(a["y"])

由于数组实际上仍为一个table，所以对于数组大小的计算需要留意某些特殊的场景，如：

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a = {}
a[1000] = 1

在上面的示例中，数组a中索引值为1——999的元素的值均为nil。而Lua则将nil作为界定数据结尾的标志。当一个数组含有“空隙”时，即中间含有nil值，长度操作符#会认为这些nil元素就是结尾标志。当然这肯定不是我们想要的结果。因此对于这些含有“空隙”的数组，我们可以通过函数table.maxn()返回table的最大正数索引值。如：

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a = {}
a[1000] = 1
print(table.maxn(a))    -- 输出1000

function（函数）

在Lua中，函数可以存储在变量中，可以通过参数传递其它函数，还可以作为其它函数的返回值。这种特性使语言具有了极大的灵活性。

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function factorial1(n)
    if n == 0 then
        return 1
    else
        return n * factorial1(n - 1)
    end
end
print(factorial1(5))
factorial2 = factorial1
print(factorial2(5))

脚本执行结果为：

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function 可以以匿名函数（anonymous function）的方式通过参数传递:

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function testFun(tab,fun)
    for k ,v in pairs(tab) do
        print(fun(k,v));
    end
end


tab={key1="val1",key2="val2"};
testFun(tab,
function(key,val)--匿名函数
    return key.."="..val;
end
);

脚本执行结果为：

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key1 = val1
key2 = val2

thread（线程）

在Lua里，thread代表了单独线程的执行，并且用来实现lua里的协程（coroutine），类似Unity中的协程。它跟线程（thread）差不多，拥有自己独立的栈、局部变量和指令指针，可以跟其他协同程序共享全局变量和其他大部分东西。

Lua的线程和操作系统的线程并不相关。Lua的协程支持所有的操作系统，即使那些不支持线程的操作系统也支持协程。

userdata（自定义类型）

userdata是一种用户自定义数据，提供了将任意外部数据（通常是struct和指针）存储在lua变量中的能力。一个userdata代表了一块内存数据。

有两种userdata，一种是full userdata，是lua管理的一个对象，拥有一块内存区域；还有一种叫light userdata，是一个指针。

在Lua中除了赋值和比较，没有其他针对userdata预先定义的操作，通常使用metatable对full userdata定义操作。userdata的值无法在lua中创建或者修改，只能通过C语言API，这也保证了和宿主程序数据的一致性。

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