第二章：数据类型与值

在 Lua 中，值（Value）是一等公民，而变量本身没有类型，只有值才有类型。这意味着你可以将任何类型的值赋给任何变量。Lua 是一种动态类型语言，这为编程带来了极大的灵活性。

本章将详细介绍 Lua 的 8 种基本数据类型，并深入探讨字符串和表（Table）的基础用法。

2.1 基本数据类型

Lua 包含以下 8 种基本数据类型：

类型	描述
nil	空值，表示无效值。
boolean	布尔值，包含 `true` 和 `false`。
number	数字，Lua 5.3+ 支持整数和浮点数。
string	字符串，字符序列。
function	函数，由 C 或 Lua 编写。
userdata	用户数据，用于存储 C 数据结构。
thread	线程，用于协程（Coroutine）。
table	表，Lua 中唯一的数据结构。

我们可以使用 type() 函数来检查值的类型：

print(type("Hello"))  -- string
print(type(10))       -- number
print(type(print))    -- function
print(type(nil))      -- nil
print(type(true))     -- boolean

nil (空)

nil 是一种特殊的类型，它只有一个值 nil。它主要用来表示“无值”或“无效值”。全局变量在第一次赋值前默认值为 nil。将全局变量赋值为 nil 相当于删除了该变量。

boolean (布尔)

布尔类型有两个值：true 和 false。
重要提示：在 Lua 中，除了 false 和 nil 视为假（false），其他所有值都视为真（true）。这意味着数字 0 和空字符串 "" 在 Lua 中都被视为 true。

number (数字)

Lua 5.3 引入了整数（integer）和浮点数（float）的区分。

整数：64 位有符号整数。
浮点数：双精度浮点数（符合 IEEE 754 标准）。

通常情况下，你不需要关心它是整数还是浮点数，Lua 会自动处理。

a = 10      -- 整数
b = 10.5    -- 浮点数
c = 1e-3    -- 科学计数法 0.001

string (字符串)

字符串是不可变的字节序列。你可以使用单引号 ' 或双引号 " 来界定字符串。

s1 = "Hello"
s2 = 'World'

还可以使用 [[...]] 来表示多行字符串，这种方式不会解释转义序列：

html = [[
<html>
<head></head>
<body>
    <a href="http://www.lua.org">Lua</a>
</body>
</html>
]]

table (表)

表是 Lua 中最强大且唯一的数据结构。它可以用来实现数组、字典、集合、队列、类、模块等。我们将在 2.3 节详细介绍。

function (函数)

函数是第一类值（First-class values），这意味着函数可以像数字或字符串一样存储在变量中、作为参数传递给其他函数，或者作为返回值返回。

userdata (用户数据)

userdata 允许将 C 语言的数据结构存储在 Lua 变量中。这通常用于 Lua 与 C 的交互，在纯 Lua 脚本中无法创建 userdata。

thread (线程)

thread 类型用于实现协程（Coroutine），这与操作系统线程不同，协程是协作式的多任务处理。

2.2 字符串详解

字符串的创建与表示

如上所述，可以使用单引号、双引号或长括号创建字符串。

字符串连接

使用 .. 运算符连接两个字符串。如果操作数是数字，Lua 会自动将其转换为字符串。

print("Hello " .. "World")  -- Hello World
print(10 .. 20)             -- 1020 (注意数字后留空格，防止被解析为小数点)

字符串长度

使用 # 运算符获取字符串的长度（字节数）。

s = "Hello"
print(#s)  -- 5

字符串操作

Lua 的 string 库提供了丰富的字符串操作函数。

string.upper(s): 转大写
string.lower(s): 转小写
string.reverse(s): 字符串反转
string.format(fmt, …): 格式化字符串，类似于 C 语言的 printf。

s = "Lua"
print(string.upper(s))               -- LUA
print(string.format("Hi %s", s))     -- Hi Lua
print(string.format("Date: %02d/%02d", 1, 2)) -- Date: 01/02

类型转换

tonumber(str): 将字符串转换为数字，如果转换失败返回 nil。
tostring(num): 将数字转换为字符串。

print(tonumber("123") + 1)  -- 124
print(tonumber("abc"))      -- nil
print(tostring(100) == "100") -- true

2.3 表（Table）基础

表是 Lua 的核心。它本质上是一个关联数组（Associative Array），索引可以是除 nil 以外的任何值。

表的创建与初始化

使用 {} 创建一个空表。

t = {}
t["key"] = "value"
print(t["key"])  -- value

数组风格的表

Lua 中的数组通常以 1 作为起始索引（不同于大多数语言的 0）。

days = {"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday"}
print(days[1])  -- Sunday

字典风格的表

你可以像操作对象属性一样操作表。

user = {
    name = "Alice",
    age = 30,
    job = "Engineer"
}

print(user.name)  -- Alice
print(user["age"]) -- 30

user.name 实际上是 user["name"] 的语法糖。

表的遍历

使用 pairs 遍历字典（键值对），使用 ipairs 遍历数组（数值索引）。

-- 遍历数组
t = {10, 20, 30}
for i, v in ipairs(t) do
    print(i, v)
end
-- 输出:
-- 1	10
-- 2	20
-- 3	30

-- 遍历字典
config = {host = "localhost", port = 8080}
for k, v in pairs(config) do
    print(k, v)
end
-- 输出 (顺序不保证):
-- host	localhost
-- port	8080

练习题

定义一个字符串变量，包含你的名字。使用 string.reverse 将其反转并打印。
创建一个表，存储你喜欢的 3 种水果名称。使用 ipairs 遍历并打印它们。
创建一个表来描述一本图书，包含 title（标题）、author（作者）和 price（价格）。尝试修改价格并打印新的信息。
编写代码验证：Lua 中的 0 是 true 还是 false？