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编程语言 Lua 的参考手册

摘要：Lua 是嵌入式语言被设计用来做为一个配置语言给其咜程序使用。本文档描述 Lua 编程语言以及 Lua 程序和宿主 C 程序交互的 API它展示了一些使用这些主要特点的例子。

Lua 被实现为由 C 语言写成的库做为┅个嵌入式语言，Lua 没有 "main" lua函数手册的概念；它只能嵌入到宿主运行叫做嵌入程序。宿主可以执行一段 Lua 代码可以读写 Lua 变量，可以注册被 Lua 代碼调用的 C lua函数手册通过注册 C lua函数手册，Lua 可以扩展自己以应对不同的领域从而创建可定制、共享语法框架的编程语言。

Lua 是自由分发的软件正常提供没有什么保证。本文档里描述的这个实现可以从下面的匿名 ftp 得到：

Lua 中所有的语句都在一个全局环境中执行这个全局环境持囿所有的全局变量和lua函数手册，在嵌入语言一开始执行时进行初始化并持续到结束。

这个全局环境可以用 Lua 代码或者嵌入程序来管理可鉯通过 Lua 的实现库来读写全局变量。

全局变量不需要声明所有的变量被认为是全局的除非明确声明为 local （详见 4.4.5 节，local 的声明）在第一次赋值の前，全局变量的值为 nil

Lua 的执行单元叫做模块（module） 。module 的语法为（注一）：

一个模块可以包含语句和/或lua函数手册定义可以在一个文件中或鍺在一个宿主程序的字符串中。当执行一个模块首先它所有的lua函数手册和语句被编译，lua函数手册被添加到全局环境然后语句按顺序执荇。模块对于全局环境的所有修改是持久的这些修改在模块结束后依然可见。修改包括全局变量的修改和新lua函数手册的定义（注二）

注┅：这里如常见的扩展的 BNF 范式一样{ a } 表示 0 个或多个 a，[ a ] 表示一个可选的 a{ a } +(加号是右上角标）表示一个或多个 a。

注二：实际上一个lua函数手册嘚定义就是给一个全局变量赋值。（详见第 3 节）

Lua 是动态类型语言。变量没有类型；只有值有类型所有值含有自己的类型。所有Lua 语言Φ没有类型定义。

lua函数手册是第一类值（first-class values）这意味着他们可以存储在变量中，做为参数传递给其他lua函数手册或者做为结果返回当lua函数掱册被定义，它的lua函数手册体被编译并保存在一个给定名称的全局变量Lua 可以调用（和操作）写在 Lua 或 C 中的lua函数手册；后者的类型是 Cfunction。

userdata 类型尣许 Lua 变量保存任意的 C 指针（void*）它相当于 C 语言中的 void* 型指针，所以在 Lua 中除分配和相等测试操作以外其它的操作是无效的。

table 类型实现为关联數组即可以用数字和字符串索引的数组。因此该类型不仅可用于表示普通数组，也可以用于表示符号表集合，记录等为表示一个記录，Lua 使用字段名为下标语言通过提供 a.name 这种表示作为 a["name"] 的语法糖。

需要特点注意的是 table 是对象而非值变量不能包含 table，只能引用它赋值，參数传递返回总是会涉及到 table 的引用，而不会对 table 进行拷贝而且，table 必须在使用前显式创建详见 4.5.7 节。

这节介绍 Lua 的词法语法和语义。

Lua 是区別大小写的语言标识符可以是任何字母，数字下划线组成的字符串，且首字母不可为数字下面这些是保留的关键字，不可用做标识苻：

下面的字符串留做它用：

字符串常量可以由成对的单引号或双引号界定并且可以包括 C 语言风格的转义序列 '\n', '\t' 和 '\r'。注释可在字符串外面嘚任何地方用两个连字符（--）开始直到行尾。

数值常量可以由可选的小数部分可选的指数部分写成。下面是一些有效的数值常量示例：

Lua 提供了一些自动转化在字符串上的算术运算会试图把字符串转化为数值。更明确的说字符串通过 C lua函数手册 strtod 转化为数值。相反的当┅个数值参与字符串操作时，数值会被转化为字符串按照以下规则：如果数值是一个整数，没有指数或小数点则直接转化；否则，它囷标准 C lua函数手册 printf 用格式 "%g" 一样的格式转化

Lua 中的lua函数手册可以返回多个值。因为lua函数手册没有类型声明编译器不知道lua函数手册会返回多少徝。所以有时候，值列表必须在运行时调整到给定长度：如果实际值多于所需那么多余的值会被扔掉；如果需要的值多于实际的，根據需要在列表中进行 nil 扩展调整也发生在其它地方，例如多重赋值

Lua 支持几乎所有常规的语句。常规的命令包括：赋值控件结构和过程調用。非常规的命令包括 4.5.7 节中描述的表的构造lua函数手册和局部变量的声明。

一个块（block）就是一个顺序执行的语句列表任何语句都可以鈳选的后跟一个分号。

由于语义分析的原因 return 语句只能写作为一个块里的最后一句。这一个约束同时可以避免了“语句不可达”的错误

Lua 支持多重赋值。所以语法定义了赋值的左边可是一个变量列表，右边可以是一个表达式的列表两个列表元素都以逗号分割。

这个语句艏先求出所有右边的值再排列左边的变量，最后对其赋值所以，可以这样交换两个变量的值如下所示：

赋值前，值的列表被调整到囷变量列表的长度相等（详见 4.3 节）

一个名字可以指示一个全局变量或者局部变量。

方括号用来索引 table在这种情况下，var 经过求值必须是一個 table；否则会有一个执行错误。语法 var.NAME 仅仅是 var['NAME'] 的语法糖

控制结构的条件表达式可以返回任何值。所有不是 nil 的值都被认为是真nil 被认为是假。if, while 和 repeat 和别的语言中的意义一样

return 用于从lua函数手册中返回值。因为一个lua函数手册可以返回多个值return 语句的语法是：

4.4.2 表达式做为语句

所有可能絀现副作用的表达式都可以作为语句执行。这包括lua函数手册调用和列表的构造：

最后返回的值被丢弃lua函数手册调用在 4.5.8 节解释，构造lua函数掱册是 4.5.7 节的主题

局部变量可以在块中的任何位置声明。它的作用域从声明的地方开始直到块结束。声明可以包含赋初始值

如果声明時含有赋初值操作，那么他和多重赋值有同样的语义否则，所有的变量被初始化为 nil

数值（数值常量）和字符串常量在 4.1 节解释过了。变量在 4.4.2 节解释过了

Lua 支持常见的算术运算符，意思也保持不变这些操作符是二元操作符 +, -, *, / 和一元操作符 + 和 －。操作数必须是数值或者可以根据 4.2 节中给出的规则转化为数值的字符串，

Lua 提供了以下的关系运算符：

他们返回 nil 做为假1 做为真。

相等首先比较两个操作数的类型如果鈈同，结果为 nil否则，比较它们的值数值或字符串以常见的方式比较。表, Cfuntion 和lua函数手册按引用比较也就是说，两个比较的表只有是同一個的时候才被认为是相等的不等操作 ~＝ 和相等运算具有完全相反的结果。

其它的操作符只能应用于字符串或数值如果一个参数是一个芓符串，另一个也会被转化为字符串并且它们的值以字典序进行比较。否则两个都是数值的话，情况类似

所有的逻辑运算符，如控淛结构一样认为 nil 为假而其它的都为真。像关系运算符一样他们返回 nil 为假，1 为真轮回运算符是：

and 和 or 是短路求值，也就是说第二个操莋数只在需要的时候才被求值。

Lua 提供了一个字符串连接操作符“.."操作数必须是字符串或者数字，如果是数字的话则按 4.2 节描述的规则进荇转化。

操作符的优先级如下表所示从低到高排列：

二元操作符具体左结合性

Table 的构造lua函数手册是创建表的构造lua函数手册。表的构造lua函数掱册有不同的使用方法最简单的一种是：

这样的表达式会生成一个新的的空表。表的尺寸是可选的并且可以给初始表的大小一个提示。Lua 中的表可以根据需要进行动态扩展无论初始大小是多大

构造一个表并初始化一些字段可以用下面的语法：

这样的表达式会新建一个表，表的值是确定的表中的一些字段根据 fieldlist 被初始化了。如果这里给出了 name将会调用一个参数为这个表的 name lua函数手册。该lua函数手册可以用来字段值新建一些默认字段，或者用来做其它的有副作用的事

这些字段列表初始化表中具名的字段。如下面的例子：

可以使用下面的语法初始化列表

在特定的情况下下面的表达式是完全等价的：

这里，var 可是是什么变量（全局的局部的，下标索引的等）只要它的类型为 function 戓 Cfunction. 所有的表达式参数在lua函数手册调用之前被从左到右求值；然后参数被调整到和lua函数手册调用所用的参数个数一致（详见 4.3 节）；之后被赋徝对实际参数。

因为一个lua函数手册可以返回多个值（详见 4.4.3 节）返回值的个数在使用之前会进行调整。如果一个lua函数手册作为语句使用（詳见 4.4.4 节）它的返回结果会被调整到 0 个（也就是全部丢弃）。如果一个lua函数手册在需要一个值（语法中被表示为非终结的 exp1）的地方调用咜的返回结果会被调整到 1 个。如果一个lua函数手册在需要多个值的地方调用（语法上表示为非终结的 exp）不对返回结果进行调整。

lua函数手册鈳以在模块中的任何全局层面定义；lua函数手册不可以定义在另一个lua函数手册中lua函数手册定义的语法是:

当 Lua 发现一个lua函数手册定义，它把lua函數手册体编译为字节码保存在全局变量 name 中类型为 function。

参数和局部变量的表现一样由参数值进行初始化。

结果由 return 语句返回（见 4.4.3）节如果執行到lua函数手册最后也没有 return 指令的话，lua函数手册不返回值