第一章：Lua 入门基础

欢迎开始 Lua 学习之旅！Lua 是一种轻量级、高效且可嵌入的脚本语言。它的设计目标是作为一种扩展语言，嵌入到应用程序中，为其提供脚本功能。

1.1 简介

Lua 的历史与发展

Lua 诞生于 1993 年，由巴西里约热内卢天主教大学（Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro）的 Roberto Ierusalimschy、Luiz Henrique de Figueiredo 和 Waldemar Celes 创建。“Lua” 在葡萄牙语中是“月亮”的意思。

Lua 的特点与应用场景

轻量级: Lua 的源码非常精简，编译后的二进制文件也很小，非常适合嵌入式设备。
高效: Lua 拥有极高的执行效率，是目前速度最快的脚本语言之一。
可扩展: Lua 提供了易于使用的 C API，方便与其他语言（如 C/C++）进行交互。
应用场景:
- 游戏开发: 魔兽世界（World of Warcraft）、愤怒的小鸟（Angry Birds）、Roblox 等都大量使用了 Lua。
- 嵌入式系统: 用于路由器、智能家居设备等的配置和控制。
- Web 开发: OpenResty 将 Lua 嵌入到 Nginx 中，用于高性能 Web 应用开发。
- 脚本扩展: Adobe Lightroom、Redis 等软件支持 Lua 脚本。

安装和配置 Lua 环境

Lua 的安装非常简单。

Windows: 推荐使用 Lua for Windows 或者直接下载编译好的二进制文件。
Linux: 大多数发行版都可以通过包管理器安装，例如 sudo apt-get install lua5.3。
macOS: 可以使用 Homebrew 安装：brew install lua。

安装完成后，在终端输入 lua -v，如果能看到版本信息，说明安装成功。

第一个 Lua 程序：Hello World

创建一个名为 hello.lua 的文件，输入以下内容：

print("Hello, World!")

在终端运行：

lua hello.lua

输出：

Hello, World!

1.2 基础语法

注释

Lua 支持单行注释和多行注释。

-- 这是单行注释

--[[
这是多行注释
可以跨越多行
]]

标识符

标识符用于命名变量、函数等。

由字母、数字和下划线组成。
不能以数字开头。
区分大小写。
避免使用下划线加大写字母（如 _VERSION），因为这些通常被 Lua 保留用于特殊用途。

关键字

以下是 Lua 的保留关键字，不能用作标识符：

and       break     do        else      elseif    end
false     for       function  if        in        local
nil       not       or        repeat    return    then
true      until     while

全局变量与局部变量

全局变量: 默认情况下，变量都是全局的，不需要声明即可直接赋值使用。访问未初始化的全局变量会返回 nil。
局部变量: 使用 local 关键字声明。局部变量的作用域仅限于声明它的代码块。推荐尽量使用局部变量，因为访问速度更快，且避免污染全局环境。

a = 10         -- 全局变量
local b = 20   -- 局部变量

function test()
    c = 30     -- 全局变量（即使在函数内赋值，若没加local也是全局）
    local d = 40 -- 局部变量
end

数据类型简介

Lua 是动态类型语言，变量不需要声明类型。Lua 有 8 种基本数据类型（将在下一章详细介绍）：

nil
boolean
number
string
userdata
function
thread
table

1.3 运算符

算术运算符

+ (加), - (减), * (乘), / (除), // (整除, Lua 5.3+), % (取模), ^ (乘方)

print(10 + 2)  -- 12
print(10 / 3)  -- 3.3333333333333
print(10 // 3) -- 3
print(2 ^ 3)   -- 8.0

关系运算符

== (等于), ~= (不等于), <, >, <=, >=

print(10 == 10) -- true
print(10 ~= 20) -- true

逻辑运算符

and, or, not

and: 如果第一个操作数为假，则返回第一个操作数；否则返回第二个操作数。
or: 如果第一个操作数为真，则返回第一个操作数；否则返回第二个操作数。
not: 取反。

注意: 在 Lua 中，只有 false 和 nil 为假，其他所有值（包括 0 和空字符串）都为真。

print(true and false) -- false
print(true or false)  -- true
print(not false)      -- true
print(10 and 20)      -- 20
print(nil or "default") -- "default" (常用技巧)

其他运算符

..: 字符串连接
#: 获取长度（字符串或表）

print("Hello " .. "World") -- "Hello World"
print(#"Hello")            -- 5

运算符优先级

从高到低：

^
not, #, - (一元)
*, /, //, %
+, -
..
<, >, <=, >=, ~=, ==
and
or

练习题

编写一个 Lua 脚本，计算并打印 10 + 20 * 5 的结果。
尝试定义一个局部变量和一个全局变量，并在不同作用域内访问它们，观察区别。
使用逻辑运算符 and 和 or 实现一个简单的默认值逻辑（如果变量 x 为 nil，则将其赋值为 0）。

下一章预告：我们将深入探讨 Lua 的数据类型与值，包括字符串操作和强大的表（Table）结构。