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第13章 游戏中的脚本编程 浙江大学软件学院 梁秀波 Email： Lua简介 Lua语法 Lua与C+通信 Lua在Cocos2d-x中的应用 游戏脚本编程实例守卫宝箱 小结 主要内容 Lua 是一个小巧的脚本语言，由巴西里约热内卢天主教大学 的一个研究小组于1993年开发。 最初Lua语言是为能与C语言或其他常用语言编写的软件相 互集成而设计的，为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。 Lua由标准C编写，几乎在所有操作系统和平台上都可以编 译，运行。 Lua语言没有C语言已经拥有的功能，而是完善了C语言所不 具备的功能，不适合作为开发独立应用程序的语言。 Lua 拥有可以实现同时进行的JIT（Just In Time）项目，提 供在特定平台上的即时编译功能。 Lua简介 Lua拥有四大特性： 简易性 简单小巧，概念不多，数据类型少，语法简单，使用方便，易于维护 可扩展性 用于构建特定语言的扩展工具包 用Lua代码、C语言代码来扩展 高效性 脚本语言中最快的语言之一 可移植性 跨平台 可以被C/C+的代码调用 可以调用C/C+的函数 Lua简介 Lua语法 数值 与 类型 表达式 语句 函数 Lua脚本语言是一门动态弱类型的语言，程 序中不需要声明变量类型便可以直接使用。 Lua语言的基本数据类型包括8种 nil、boolean、number、string、 function、table、thread和userdata 数值与类型 nil 空类型 用于与其他值区别，先创建的变量默认值为空，将全局变量赋空值就等于删除它 boolean 布尔型 有“true”和“false”两个值 “nil”和“false”值为“假”，除了“nil”和“false值以外的所有其 他任何值均为“真” number 数值型 用于表示双精度浮点数（实数），可以表示任何32位整数，没有整数类 型 string 字符串型 用于表示字符串序列，一旦被创建便不可以改变 可以通过“”操作符连接两字符串 可以在字符串的前面放“#”操作符来获得字符串的长度 数值与类型 function 函数型 函数也是一个类型，函数可以为变量赋值，可以作为参数，可以作为其他函数的 返回值 table 表类型 Lua语言中唯一的数据结构 可以通过整数、字符串或者其他类型的值（nil除外）来索引 没用固定的大小，可以任意添加元素。 最简单的构造表达式是用来创造空表的空构造式。 thread 线程类型 用于与独立线程区别，实现协同程序 userdata 自定义类型 用于表示新类型（指由C语言库或应用程序创建），可以将C语言的数据存到Lua 变量中 数值与类型 修改字符串内容，利用gsub函数将字符串str1中的“Lua”改为 “World”并赋值给新的字符串str2中： 在Lua语言中有两种注释方式，单行注释有两个小横线（-）实现，多行注释是以“ -”开始，以“-”结束，中间的内容为注释。上面的代码片段就是采用了单行 注释的方式，将输出的内容列举了出来。 数值与类型 str1 = “Hello Lua“ str2 = string.gsub(str1 , “Lua“, “World“) print(str1)-Hello Lua print(str2)-Hello World 在Lua语言中，可以为一个变量赋不同类型的值，type函数可以检查传 来的参数的类型 ： 数值与类型 print(type(nil) -nil print(type(false) -boolean a = 3.14 print(type(a) -number a = print a(type(a) -function a = “Hello Lua“ print(type(a) -string 表类型table - 是Lua语言中唯一的数据结构 - 是Lua语言与其他编程语言的不同之处 - 表类型与其他编程语言中的数组或者容器类似，不仅可以通过整数的方式索 引，还可通过字符串或者其他类型的值（nil除外）来索引 - table没用固定的大小，可以任意添加元素，这些元素可以是相同类型的对 象，也可以是不同类型的对象。 - table是通过“构造表达式”创建和初始化的，是Lua独特的、最实用的一种 表达式。最简单的构造表达式是用来创造空表的空构造式。 数值与类型 表类型table -利用空构造式来创建一个table，并添加元素，如下： 数值与类型 print(type(nil) -nil print(type(false) -boolean a = 3.14 print(type(a) -number a = print a(type(a) -function a = “Hello Lua“ print(type(a) -string 表类型table -利用构造式还可以初始化table，与其他语言不同的是，Lua的索引 是从1开始，示例如下： -Lua还提供了一种较特殊的语法创建和初始化table，并对创建好的 table进行类型检查，示例如下： 数值与类型 months = “January“, “February“, “March“, “April“, “May“, “June“, “July“, “August“, “September“, “October“, “November“, “December“ print(months4)-April tb = t1 =“string1“,t2=“string2“,t3 = 111 print(type(tb)-table 访问表中内容的方式有两种，以上面已经创建好的表为例，一种是形如 tb.t1，另一种是tb“t1”。向刚刚新建好的表中添加元素的示例如下 ： 数值与类型 tb.t4 = print tb“t5“ = 112 print(type(tb“t4“)-function print(tb.t5)-112 同全局变量类似，当引用的值不在表中，它的值就会输出“nil”，若希 望删除表中的某个元素，就给它赋“nil”值即可，利用“#”长度操作 符可以返回表中的最后一个值： 数值与类型 tb = t1 =“string1“,t2=“string2“,t3 = 111,t4=print,t5=112 tb“t5“ = nil print(tb“t5“)-nil print(tb“t6“)-nil print(tb#tb)-nil tb#tb+1 = “new string“ print(tb#tb)-new string Lua中的表达式中包括 - 常量 - 变量 - 字符串 - 一元运算符 - 二元运算符 - 函数调用 - 表构造 - 函数定义 表达式 1.算术运算符 一元运算符“-”（负值） 二元运算符“+”、“-”、“*”、“/”、“”、“%” 只能用于操作数值类型，不能用于其他类型的变量中 2.关系运算符 “”、“=”、“=”、“=”（不等于） 这些关系运算符的返回值均为“true”或者“false” 在比较过程中，如果两个操作数类型不同，则返回值为“false” 3.逻辑运算符 “and”、“or”、“not” “false”和“nil”均当作假，其他值均为真 4.连接运算符 “”(两个点)。 如果连接的字符串中有数字，连接运算符需要与前面的数字之间有一个空格，Lua会 自动将这个数字转换成字符串 表达式 逻辑运算符 连接运算符 表达式示例 print(0 and 1); -1 print(0 and nil); -nil print(false and 0); -false print(0 or 1); -0 print(0 or nil); -0 print(false or 0); -0 print(“Hello“Lua“) -Hello Lua print(1 2)-12 运算符优先级 表达式 优先级运算符结合方式 高 低 （幂）右结合 not、#、-（负值）左结合 *、/、%左结合 +、-（减法）左结合 （连接）右结合 、=、= 、= 左结合 and左结合 or左结合 赋值语句 赋值的基本操作是改变变量的值或者table中一个字段的值 允许多重赋值 控制结构语句 if 语句 while 语句 repeat-until语句 for语句（数字型for，泛型for） 全局变量与局部变量 用于与独立线程区别，实现协同程序 语句 赋值的基本操作是改变变量的值或者table中一个字段的值 ，例如: 允许多重赋值 语句赋值语句示例 str = “Hello“ Lua“ print(str)-Hello Lua tb = t1 =“string1“,t2=“string2“,t3 = 111 tb.t1 = “new string” print(tb.t1)-new string a,b = 10,“Hello“ print(a)-10 print(b)-Hello a,b = b,a-交换了a，b的值 print(a)-Hello print(b)-10 if 语句 - 与C语言相似，Lua中的if语句也要首先判断条件的真假，然后执行 then之后的语句或者else后的语句，else部分可有可无，根据需要 自行添加，如下： 语句控制条件语句示例 if a =nil then print(a) end-输出nil x = 3 y = 4 if x = y then print(x) else print(y) end-输出4 if 语句 if语句还可以嵌套使用，这时要用到elseif,这里的elseif与C语言中的 不同，要连在一起无空格，如下： 要尤其注意的是Lua语言并不支持C语言中的switch语句，如果希望 实现switch语句的功能，可以叠加多个elseif语句来实现。 语句控制条件语句示例 a=-1 if a = 0 then print(0) elseif a 0 then print(1) else print(-1) end-输出-1 while 语句 Lua语言中的while语句与其他编程语言中的while语句一样，首先测 试while的条件，如果测试条件为真，则继续执行循环体的内容，如 果测试条件为假，则跳过循环体，继续向下执行。下面就利用while 循环实现逆序输出1到10，如下： 语句控制条件语句示例 a = 10 while a0 do print(a) a = a-1 end repeat-until语句 功能是反复执行循环体内的语句，直到until测试的条件为真，则循 环结束。与while语句不同的是repeat-until语句的循环体至少会执 行一次，并且在循环体内部声明的局部变量在until的测试条件语句 中依旧有效。下面利用repeat-until语句实现逆序输出1到10，如下 ： 语句控制条件语句示例 a = 10 repeat print(a) a = a-1 until a end for语句（数字型for） -以步长为1（默认）和-1为例，实现正序和逆序输出1到10，如下： 语句控制条件语句示例 for a = 1,10 do -等价于for a = 1,10,1 do print(a) end-正序输出 for a = 10,1,-1 do print(a) end-逆序输出 for语句（泛型for） -语法模板： -解释： ipairs函数是由Lua语言提供的一个用于遍历数组的迭代器函数。在每次 循环过程中，var1会被赋一个索引值，var2会被赋一个对应该索引的数 组元素。 泛型for的执行过程是： 1.初始化in后表达式，表达式会返回迭代函数、状态常量和控制变量3个值； 2.将状态常量和控制变量作为参数，传给迭代函数； 3.将迭代函数的返回值，赋值给变量列表； 4.如果迭代函数的返回值的第一个返回值为“nil”，则结束循环，反之循环继 续，继续执行第二步。 语句控制条件语句示例 for var1,var2 in ipairs(var3) do end for语句（泛型for） -利用泛型for循环将months数组的元素，并将其输出，如下： 语句控制条件语句示例 months = “January“, “February“, “March“, “April“, “May“, “June“, “July“, “August“, “September“, “October“, “November“, “December“ for i,v in ipairs(months) do print(v) end 全局变量 按作用域划分，变量分为全局变量和局部变量。 全局变量没有关键字修饰，局部变量需要用local关键字来声明。 全局变量不需要声明，使用时直接赋值即可使变量成为全局变量。 访问一个没有被初始化的全局变量，不会报错，访问的结果是 “nil”。 删除全局变量仅需将其赋“nil”。 语句全局变量与局部变量 print(a) -a = nil a = 1 print(a) -a = 1 a = nil print(q) -a = nil 局部变量 局部变量的声明需要有local关键字来修饰； 作用域局限于声明它的代码块中、函数内、控制结构中； 代码块是由一系列语句组成，可以是单一语句、多个语句的组合、 函数。 语句全局变量与局部变量 a = 100 for a = 0,10 do local sum = 10-a -这里的a和sum均为局部变量，屏蔽了全局变 量a print(sum) end print(a)-100 全局变量 print(sum)-nil 未定义 全局变量和局部变量的不同： -声明方式 -作用域 局部变量比较全局变量存在两大优势： -可以避免命名冲突 -访问速度更快 语句全局变量与局部变量 函数可作为赋值表达式、或调用语句使用。 函数在定义时需要用到关键字function，要写清函数名和函 数体，参数和返回值可选。 在参数的传递过程当中，若实参的个数多于形参的个数，则 舍弃多余的实参；反之，若实参个数不足，则将多出的形参 赋“nil”值。 函数 编写一个求和的函数sum，对传来的数组中的元素求和并返 回，输出，实现如下： 函数示例 function add(a) local sum = 0 for i,v in ipairs(a) do sum = sum + v end return sum end a=1,2,3 sum = add(a) print(sum)-sum = 6 多返回值函数 Lua语言中函数允许多返回值。 实现：只要在return后列出返回值的列表，就可以实现多返回值， 这是Lua语言函数的一大特色。 Lua会根据不同的调用情况来调整返回值的数量。 可变参数函数 可以接收不同个数的的实参，如：print函数。 实现：在参数列表中写上“.”（三个点），这三个点表示任意个数 的实参。 函数 函数多返回值函数示例 function func0() return “a“,“b“,“c“ end var1 = func0() print(var1)-var1 = “a“,“b“和“c“ 舍弃 var1,var2,var3 = 1,func0() print(var1,var2,var3)-var1=1, var2=“a“, var3=“b“, “c“舍弃 var1,var2,var3 = func0(),1 print(var1,var2,var3)-var1=“a“, var2=1, var3=nil,“b“和“c“舍弃 var1,var2,var3,var4 = func0() print(var1,var2,var3,var4)-var1=“a“, var2=“b“, var3=“c“, var3=nil var1,var2 = (func0() print(var1,var2) -var1=“a“,var2=nil 函数可变参数函数示例 function func1(var1,var2,.) print(var1,var2) print(.) end func1(1)-var1=1,var2=nil,arg=n=0 func1(1,2)-var1=1,var2=2,arg=n=0 func1(1,2,3,4,5)-var1=1,var2=2,arg=3,4,5;n=3 function func2(.) local var1,var2,var3 = .