分类：Lua笔记

Lua是一门嵌入式语言（embedded language），这就意味着Lua并不是一个独立（stand-alone）的包（package），而是一个可以供其它想使用Lua功能的程序链接的库（library）。实际上，Lua解释器程序lua（可执行文件）就是利用Lua库实现的一个小程序：读入文件或字符串，丢给Lua库去做处理。

Lua可以作为一个单独的库供其它程序使用以扩展其功能，因此可以被称之为“extension language”。同时，使用Lua的程序亦可以向Lua环境注册新的函数，这些函数用C（或其它语言）编写，提供一些不能由Lua直接实现的功能，所以Lua又是一门“extensible language”。

Lua作为extension language时，C代码作为控制，Lua作为库；而作为“extensible language”时，正好反过来，Lua代码作为控制，C作为库。C和Lua之间的接口称之为C API，它是一组供C访问Lua的函数。

C代码和Lua程序之间通过一个虚拟的栈（stack）来进行通信。几乎所有的C API调用都会访问栈上的数值，并且所有的C代码和Lua程序之间的数据交换都通过这个栈。另外，栈也可以用来保存一些临时数据。栈帮忙解决Lua和C之间两个很重要的“impedance mismatch”问题：
a）Lua具有内存垃圾（garbage）回收机制，而C需要显示地释放；
b）Lua是动态类型（dynamic typing），而C是静态类型（static typing）。

Table是Lua中一种重要的数据结构，可以将其视为关联数组（associate array），除了nil以外，数字，字符串，Lua语言中的其它值均可成为数组的key。Lua也使用table来代表包（package）和对象（object）。比如io.read就可以理解为“io”模块的read函数。

Table在Lua中既不是“值（value）”，也不是“变量（variable）”，而是对象（object）——一个动态分配的对象。Table都是匿名的，程序只能通过“引用（reference）”（或称之为“指针”）来操作它。当程序中所有指向某个table的引用都无效后，Lua的垃圾回收程序会回收这个table的内存。程序没有办法声明（declare）一个table，而只能通过构造表达式（constructor expression）来创建一个table，就像这样：

a = {}

同全局变量一样，没初始化的table元素的值为空：

> a = {}
> print(a["x"])
nil

同样，把table元素的值设为nil就会删除这个元素。这并不是个巧合，其实在Lua中，全局变量就是存在一个table里。

使用table时，要注意table["name"]，table.name和table[name]三者的区别。其中table["name"]和table.name是一样的，table的key都是"name"这个字符串。而table[name]的key则是name变量的值。参考下面这个例子：

> name = "a"
> table["name"] = 10
> table[name] = 20
> print(table["name"])
10
> print(table.name)
10
> print(table[name])
20
> print(table["a"])
20

使用整数作为key，就可以让table变成通常意义上的数组（array）或列表（list）。需要额外注意的是，在 Lua中，使用1（不是0）来索引数组第一个元素，这个一定要注意！！

如果一个列表中间没有“洞”，即nil元素，则称之为序列（sequence），对于序列，可以使用长度运算符#获得序列的长度：

> a = {}
> a[1] = 10
> a[2] = 20
> print(#a)
2

Lua程序的源代码可以从官网下载，直接make就好。如果遇到“fatal error: readline/readline.h: No such file or directory”的编译错误，请参考这篇文章。

如果想自己使用gdb研究代码，可以把src/Makefile中的CFLAGS一行修改如下：

CFLAGS= -g -Wall -Wextra -DLUA_COMPAT_5_2 $(SYSCFLAGS) $(MYCFLAGS)

源码编译完完会生成两个可执行文件：lua和luac。lua就是语言的解释器，而luac则是编译器，它会把lua程序转换成字节码。

当在命令行执行lua命令时：

[root@Fedora lua-5.3.1]# lua
Lua 5.3.1  Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio
>

在另一个窗口使用pstack命令查看lua进程：

[root@Fedora lua-5.3.1]# pstack 3368
#0  0x00007f8039c2a2d0 in __read_nocancel () from /lib64/libc.so.6
#1  0x00007f8039f2489d in rl_getc () from /lib64/libreadline.so.6
#2  0x00007f8039f25197 in rl_read_key () from /lib64/libreadline.so.6
#3  0x00007f8039f0ec6c in readline_internal_char () from /lib64/libreadline.so.6
#4  0x00007f8039f0f3e5 in readline () from /lib64/libreadline.so.6
#5  0x000000000040460f in pushline (L=0x233e018, firstline=1) at lua.c:310
#6  0x00000000004048b3 in loadline (L=0x233e018) at lua.c:377
#7  0x0000000000404a54 in doREPL (L=0x233e018) at lua.c:411
#8  0x00000000004051a6 in pmain (L=0x233e018) at lua.c:588
#9  0x000000000040a848 in luaD_precall (L=0x233e018, func=0x233e700, nresults=1) at ldo.c:337
#10 0x000000000040acec in luaD_call (L=0x233e018, func=0x233e700, nResults=1, allowyield=0) at ldo.c:421
#11 0x00000000004075cb in f_call (L=0x233e018, ud=0x7ffc9fae64e0) at lapi.c:919
#12 0x0000000000409ec5 in luaD_rawrunprotected (L=0x233e018, f=0x407594 <f_call>, ud=0x7ffc9fae64e0) at ldo.c:142
#13 0x000000000040b4a7 in luaD_pcall (L=0x233e018, func=0x407594 <f_call>, u=0x7ffc9fae64e0, old_top=16, ef=0) at ldo.c:644
#14 0x000000000040769a in lua_pcallk (L=0x233e018, nargs=2, nresults=1, errfunc=0, ctx=0, k=0x0) at lapi.c:945
#15 0x0000000000405273 in main (argc=1, argv=0x7ffc9fae6628) at lua.c:607

可以看到lua程序阻塞在doREPL函数，等待用户输入。

Lua有8种数据类型：nil，boolean，number，string，function，table，userdata和thread。

nil类型只有一个值：nil。nil表示没有值，所有未定义的变量值都为nil。请看下面这个例子：

[root@Fedora ~]# lua
Lua 5.3.0  Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio
> a
nil

boolean有两个值：true和false。在Lua中，只有nil和false会被当成“假”，包括0在内的其它任何值都被当成“真”：

> not not nil
false
> not not false
false
> not not 0
true