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【lua语言基础(四)】IO模型以及补充知识

news 来源：原创 2025/7/1 8:25:46

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lua语言基础

1. 简单的IO模型
2. 完整的IO模型
3. 其他操作
4. 控制结构
5. break, return和goto

1. 简单的IO模型

对于文件操作而言, IO库提供了两种不同的模型, 分别是简单模型和完整模型. 简单模型虚拟了一个当前输入流(stdin)和当前输出流(stdout). IO操作都是通过这些流实现的

改变当前输入输出流

io.input  -- 改变当前输入流
io.output  -- 改变当前输出流io.input(filename)  -- 以只读方式打开文件, 将此文件设置为当前输入流
-- io.output的用法与之类似
-- 如果你熟悉Linux系统的dup系列函数, 相信你一定能理解这是在干啥

向输出流写数据

函数io.write可以读取任意数量的字符串, 并将其写入当前输出流. 调用该函数时可使用多个参数, 我们尽量避免使用io.write(a…b…c)这样的代码, 而是使用io.write(a,b,c). 后者使用更少的资源. 函数io.write在将数值转换为字符串时遵循一般的转换规则, 如果你想严格把控, 可以使用函数string.format:

io.write(string.format("%c %d %x","a","b",100)

从输入流读数据
函数io.read从当前输入流读取字符串, 下面是相关参数

参数	行为
“a”	读取整个文件
“l”	读取下一行(丢弃换行符)
“L”	读取下一行(保留换行符)
“n”	读取一个数值(number)
num	以字符串读取num个字符

t = io.read("a")  -- 读取整个文件
t = string.gsub(t, "bad", "good")  -- 将字符串中的bad替换为good
io.write(t)  -- 输出结果local n1,n2,n3 = io.read("n","n","n")  -- 读取三个整数到n1n2n3上

逐行迭代一个文件
使用函数io.lines进行逐行遍历. 下列例子, 对文件进行排序

local lines = {}
-- 将所有行读取到列表lines中
for line in io.lines() dolines[#lines+1] = line
end
-- 排序
table.sort(lines)
-- 输出所有行
for _,l in ipairs(lines) doio.write(l,"\n")
end

2. 完整的IO模型

简单的IO模型已经能应付大多数情况了, 但是对于读写多个文件或其他更高级的文件操作来说, 就需要使用完整的IO模型了. 其实你会发现, lua语言的文件操作不过是对操作系统的系统调用的封装罢了, 如果你熟悉Linux系统的文件操作, 相信lua的文件操作也就谈不上难了

打开一个文件
使用函数io.open(filename,mode)会返回对应文件的流. 第一个参数是要打开的文件名, 第二个参数是打开方式. "r"代表只读, "w"代表只写, "a"代表追加. 当io.open发生错误时,会在返回nil的同时返回一条错误信息以及错误码, 常常将io.open和assert函数搭配使用

local f = assert(io.open(filename,"r"))

读写文件
打开文件后可以使用read和write读写文件. 但使用使用冒号运算符调用读写函数(关于冒号运算符会在后续的文文章中详细讲解)

local f = assert(io.open(filename,"r"))
local txt = f:read("a")
f:write("abcdefg")
f:close()

深入理解open的返回值
open的返回值是对应文件的流, 这句话其实比较抽象. lua语言的IO库中提供了三个标准流: io.stdin, io.stdout, io.stderr. 我们可以直接通过流来进行读写操作, 如下:

io.stderr:write("404 not found") --向标准错误输出信息
io.stdout:write("ptr error") -- 向标准输出,输出信息

调用函数io.input()可以直接获取当前输入流, 调用io.input(handle)可以设置当前输入流. io.output也是类似用法.综上所述, 其实io.read(args)函数实际上是io.input():read(args)的简写. 即函数read是作用于当前输入流上的. 同理io.write其实是io.output():write(args)的简写.io,lines函数如果不传入参数(文件名).那么默认就是当前流中进行逐行遍历

3. 其他操作

刷新流
使用函数flush以刷新当前输出流. 既可以用io.flush(), 也可以用f:flush()

终止程序
使用函数os.exit()用于终止程序

获取环境变量
使用函数os.getenv(var). 获取该环境变量的值

执行系统命令
使用函数os.execute用于执行系统命令,类似于C语言的system

os.execute("mkdir test_for_lua")

4. 控制结构

lua语言提供了一组精简且常用的控制语句. if, while, repeat和for. 所有的控制语法都有一个显示的终止符: end用于if, while, for. until用于repeat.

if then else
lua语言中没有switch语句, 所以在lua中可能会使用嵌套的if语言来代替switch语句

if op == "+" thenret = a + b
elseif op == "-" thenret = a - b
elseif op == "*" thenret = a * b
elseif op == "/" thenret = a / b
elseret = nil
end

while语句
while语句和C语言的while一样

a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9}
local i = 1
while a[i] doprint a[i]i = i + 1
end

repeat
repeat-until类似于C语言的do while语句, 会至少执行一次循环体的内容

local line 
repeatline - io.read()
until line ~= ""
print(line)

数值型for
for语句有两种形式, 数值型for和泛型for
数值型for语法:

for var = exp1,exp2,exp3 dosomething
end

在这种循环中, var的值从exp1变化到exp2之前都会执行循环体的代码. 这种写法其实等价于C语言中的:

for int i = exp1; i <= exp2; i+=exp3
{...}

lua语言的for循环的循环体中, 不能修改控制变量i,否则会引发未知的错误, 并且控制变量i是局部的, 但循环走完时, 这个i也就销毁了

泛型for
泛型for会遍历迭代函数返回的所有值, 例如我们已经使用过的lines,pairs,ipairs等. 虽然泛型for看起来很简单, 但是他的功能却很强大, 我们甚至可以自己编写迭代函数. 他的进阶用法会在后续的文章中体现

5. break, return和goto

break和return语句用于从当前的循环结构中跳出, goto语句则允许跳转到函数中的几乎任何地方

break
break语句其实和C语言中的break一样, 可以跳出for循环和while循环等循环体.

return
return语句用于返回函数的执行结果或简单的结束函数的运行. 所有函数的最后一行都有一个隐含的return. 按照语法来说, return只能是代码块中的最后一句. 例如下面的例子中, return是then代码块的最后一句

local i = 1
while a[i] doif a[i] == v then retrun i endi = i + 1
end

另外一个示例:

function foo()return  -- return只能是代码块的最后一句, 这样用会报错do return end  -- 这样是可以用的
end

goto
goto语句用于将当前程序跳转到相应的标签处继续执行, C语言中也有goto语句, 但是一般情况下的代码规范中, 都不会使用到goto, 因为它会影响代码的整体可读性. goto的语法很简单, 即保留字goto后面跟标签名. 而标签的语法稍微有点复杂, 标签名前后需要跟双冒号::(这样做是为了让标签更显眼)

while true do::redo::if a < b then goto redo elseif a > b then goto continueend::continue::
end

lua语言基础部分就结束了,下一章就是lua编程实操了