【Lua 筆記】簡介 / 基本語法及資料型態 / 變數 - part 1

由於有款遊戲叫做 CSO（Counter-Strike Online），內建模式創世者模式（Studio）新增使用 Lua 及其遊戲的 API，所以突發奇想製作這個筆記。

這個筆記會在一開始先著重純粹的程式設計自學，在最後的章節才會與 CSO 遊戲 API 進行應用。

簡介（Introduction）

Lua（葡萄牙語「月亮」）是一個簡潔、輕量、可擴充的手稿語言。Lua有著相對簡單的C語言API而很容易嵌入應用中。很多應用程式使用Lua作為自己的嵌入式手稿語言，以此來實現可組態性、可擴充性。 - Wekipedia

Lua 建立日期：1993年。by 羅伯托·耶魯薩林斯希、Luiz Henrique de Figueiredo、Waldemar Celes

特性：

Lua 是一種輕量語言，它的官方版本只包括一個精簡的核心和最基本的函式庫。這使得Lua體積小、啟動速度快。它用 ANSI C 語言編寫，並以原始碼形式開放，編譯後的完整參考直譯器只有大約247kB，到5.4.3版本，該體積變成 283kB（Linux,amd64），依然非常小巧，可以很方便的嵌入別的程式裡。 - Wekipedia

所以 Lua 又可被稱為內嵌語言。

而 Lua 不像是其他種大型語言（如：Python、C、C++ 等），是屬於輕量語言，所以內建的函式庫、資料型態甚少，這也成了他的缺點之一。

:::info
但是學習 Lua 最大的優點是：它，非常好學，因為東西少。
:::

編輯器（Editor）

線上編輯器：

repl.it
glot.io

軟體編輯器：

ZeroBrane Studio
Visual Studio Code 的 extension：vscode-lua
Atom
Notepad++ -> 筆者推薦（因為筆者常用此編輯器）
Decoda

本筆記日後一律使用線上編輯器（repl.it），若等到 CSO 應用部分，則會使用 Notepad++ 軟體作為編輯器。

Lua 基本語法

只要是任何剛學一門程式語言的人，一定都會接觸的指令：print(“Hello World!”)

我們打在編輯器上的時候會長這樣：

然後按下 Run：

可以在 Console 旁邊看到 Shell，這個 Shell 其實就跟我們平常開 Windows 的 cmd 命令提示字元是一樣的東西，一次就只能執行一行指令，最主要我們用它還是用於基本的測試用而已。

Console 則就是 print() 後輸出的平台、終端。

輸入、輸出在程式設計上是很重要的概念，print() 的小括號裡面其實就是一種輸入的模式，像我們輸入 “Hello World!”，執行後會在終端（Console）上看到 Hello World!。

這時候你肯定會想說：「咦！？為什麼雙引號 “” 沒有被印出來呢？」

沒關係，我們試著把雙引號拿掉看看：

出現了這樣子的錯誤。

為什麼？你肯定會產生這個疑惑，因為 Hello World! 本身他是「一串」文字，在程式語言當中，這一串文字稱為字串，需要用 “” 特別去表示文字的意義，否則執行程式時，程式語言不知道 Hello World! 是什麼。

而字串（String），又被稱為是一種資料型態，資料型態（Data Type）又是什麼呢？請待我們下一節解釋。

Lua 資料型態（Data Type）

Lua 它是一個動態類型的語言，變數宣告時不需要特別去為資料型態定義，只需要為變數指定值即可。這點與大家耳熟能詳的程式語言，Python 是一樣的。

重點來了，資料型態是個什麼東西呢？簡單來說它是用來表示資料的類型的，像是我們在數學中學過實數系，實數可分為有理數、無理數，有理數又可分為整數跟分數，以此類推，資料型態就像是這類的東西，

:::info
換句話說，資料型態就是將資料給分類。
:::

圖源：https://herosnotebook.pixnet.net/blog/post/221459486

在 Lua 中，資料型態可以被分為以下這八種：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread、table。

資料型態	敘述
nil	表示一個無效值（在條件運算式中相當於false）。
boolean	true、false。
number	表示雙精度類型的實浮點數。
string	字串由一對雙引號或單引號來表示。
function	由 C 或 Lua 編寫的函數。
userdata	表示任意儲存在變數中的 C 資料結構。
thread	表示執行的獨立線路，用於執行協同程序。
table	Lua 中的表（table）其實是一個”關聯陣列”（associative arrays），陣列的索引可以是數字、字串或表格類型。在 Lua 裡，table 的創建是透過”構造運算式”來完成，最簡單構造運算式是{}，用來建立一個空表。

表格來源：Lua 数据类型 | 菜鸟教程

在這邊老實講，筆者看到第一眼感到驚訝的是，function 竟然會是資料型態耶。

不過這並不是重點，以上這八個資料型態其實不用特地去記，至於他們分別代表什麼，請先看以下範例做練習（範例來源：Lua 数据类型 | 菜鸟教程）：

備註：Lua 語言的 — 符號代表註解，也就是程式不會執行的地方。

print(type("Hello world")) --> string
print(type(10.4 * 3))      --> number
print(type(print))         --> function
print(type(type))          --> function
print(type(true))          --> boolean
print(type(nil))           --> nil

首先第一個我們之前說過，有雙引號 “”，然後裡面放東西的形式稱為字串，不過雙引號並不是絕對的，也可以使用單引號，必須注意的是，單、雙引號必須成對，不能一個單引號，一個雙引號。

第二個是 number 的部分，其實原本 number 應該要分為 float、int 的，只不過在 Lua 這邊將它合起來了，浮點數（float：有小數點的）、整數（int）都被稱為是 number 這種資料型態。不過 Lua 他會自動判別哪個是整數，哪一個是小數。

第三個是 function 的部分，像剛剛說 print() 這個指令，它本身是一種函數，用於輸出資料顯示在終端上。

:::info
函數其實就是一種典型的輸入、輸出，就好比把函數想成是一台機器一樣
:::

，我們在自動販賣機面前輸入錢幣，然後可以盡情的挑飲料（挑飲料就好比是函數的功能），挑完飲料後函數會在下方輸出飲料給我們。

不過話說回來了，type 是什麼東西？type 其實也是一個函數，它主要功能是用來檢測資料型態的類型，比如說 type(1) 回傳的值就會是 number。

ok，資料型態的部分我們先打住，大致上我們只需理解 number、string、nil、boolean、function 是什麼就可以了，讓我們進入下一節變數的部分：

變數（variable）

變數是什麼？變數你可以把它想像成，我們之前在學自然科（無論物理化學生物地科）的時候，是否聽過在實驗上被稱作為什麼什麼變因的？像是操作變因、控制變因、應變變因，實際上變數就等於變因。

還是不理解？ok，更淺顯易懂的說明一下，變數它就是一個用來裝水的容器，資料型態就是變數這個容器的形狀，資料型態的值（像是 number 中的 123）就是變數這個容器裡面裝的水。

我們要創建一個變數，得說 “宣告” 一個變數，如下：

a = 1

a 等於 1 的說法在程式語言上是錯的，我們通常會說 1 指定給 a、1 指派給 a、1 賦值給 a 等等。

a 可以被賦予任何的資料型態，如下：

a = 0
a = "ABC"
a = true
print(a)

輸出結果：

true

記得，執行程式時，是由上往下執行的。

多變數指定

Lua 本身也支援多變數指定：

a, b, c = 0, 1
print(a, b, c)

a, b = a + 1, b + 1, b + 2
print(a, b)

輸出結果：

1 2	0 1 nil 1 2

如果有學過其他程式語言的話，像是 Python，絕對不可能會這樣寫，因為會發生未指定變數值的錯誤。不過特別的是，上面程式碼中，第三個 c 沒有特別指定值，所以資料型態就是 nil，等同於空。

然後我們可以透過多變數指定為變數交換值：

a, b = 1, 2 -- 交換前
print(a, b)
a, b = b, a -- 交換後
print(a, b)

備註：-- 是 Lua 的註解，註解後方可以打上任何的字上去。

識別字（identifier）

識別字（identifier），是用來辨識變數、函數的一個規則，也可以把他想像成是各個名稱的命名規則。

一個識別字從英文字母 A-Z or a-z 或底線 起頭，需要特別注意的是，就只能用「英文字母」、底線 開頭，其他以外的都不行。以上述開頭之後，就可以放入像是數字（0-9）、底線 _ 等等的其他東西都行，但必須注意的是，無論在什麼位置，都不能以特殊字元為識別字，像是 !@#$%^* 這些等等。

而另外一個需要注意的就是，大小寫不同的識別字是不同的識別字。

以變數名稱為例：

1
2
3

a = 0
A = 1
print(a, A) -- 0 1

關鍵字也不能用作識別字：

表格來源：Lua 基本语法 | 菜鸟教程

總結

print() - 印出某個東西在終端上顯示

資料型態就是給資料分類，像是 “Hello World!” 這種以文字形式搭配雙引號表示的資料型態稱為字串。

變數就像是裝水的容器（變數的值是水），資料型態作為變數這個容器的形狀。而值（value），就是資料型態的大小，比如說 number：1、45915、0.354135 等，代表 number 這個資料型態的值。

多變數指定：a, b = 1, 2

識別字（identifier），是用來辨識變數、函數的一個規則，也可以把他想像成是各個名稱的命名規則。

規則：

名稱開頭只能是底線或英文字母開頭。
名稱不能有中文，只能是英文字母的 a 到 z、數字（0 到 9）、底線的組合。
Lua 是區分大小寫的語言，以變數名稱為例，兩個大小寫不同的變數名稱，是不同變數。

參考資料

[Lua] 程式設計教學：建置開發環境 | 開源技術教學[target=_blank]
Lua 基本语法 | 菜鸟教程[target=_blank]
Lua 数据类型 | 菜鸟教程[target=_blank]
Lua 变量 | 菜鸟教程[target=_blank]

文章作者: LukeTseng

文章連結: https://luketsengtw.github.io/posts/29d430c4

程式語言 Lua

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