NodeMCU - Учим LUA
Lua — язык с динамической типизацией (переменные получают типы «на лету» в зависимости от присвоенных значений). Писать на нем можно как в императивном, так и в объектно-ориентированном или функциональном стиле.
-- Однострочные комментарии начинаются с двух дефисов.
--[[
Многострочные
комментарии.
--]]
1) Переменные
Именами (идентификаторами) переменных в Lua могут быть любые последовательности из букв, цифр и символа подчеркивания,начинающиеся не с цифры. Язык Lua различает регистр символов, поэтому abc, Abc, ABC являются различными именами.
Имена которые зарезервированы языком Lua и не могут использоваться в именах переменных: and, break, do, else, elseif, end, false, for, function, if, in, local, nil, not, or, repeat, return, then, true, until, while.
Когда возможно, рекомендуется использовать локальные переменные вместо глобальных. Это позволит избежать «засорения» глобального пространства имён и обеспечит лучшую производительность (поскольку доступ к локальным переменным в Lua выполняется несколько быстрее, чем к глобальным).
b = true -- Логическая. Переменная, тип boolean
n = 123 -- Число. Переменная, тип number
s = 'Какой-то текст' -- Строка. Переменная, тип string
s = "Еще один какой-то текст" -- Строка, тоже
s = "Еще \"'один какой-то' текст" -- Строка кавычками внутри \ -экранирует символ "
s = 'Еще "один какой-то" текст' -- Строка кавычками внутри, тоже
s = [[ Это
многострочный
текст]]
t = {} -- пустая таблица. Переменная, тип table
t = {["red"] = "красный", ["green"] = "зеленый", ["blue"] = "синий"} -- таблица с данными
В Lua допускается так называемое множественное присваивание, когда несколько переменных, находящихся слева от оператора присваивания, получают значения нескольких выражений, записанных справа от оператора присваивания:
x, y, z = 1, 2, 3, 4 -- теперь x = 1, y = 2, z = 3, а 4 просто отбрасывается.
Если переменных больше чем значений, «лишним» переменным присваивается nil.
a, b, c = 1, 2 -- a равно 1; b равно 2; c равно nil
Множественное присваивание можно использовать для обмена значениями между переменными:
a = 10; b = 20 -- a равно 10, b равно 20
a, b = b, a -- теперь a равно 20, b равно 10
Переменные в Lua могут быть глобальными и локальными. Если переменная не объявлена явно как локальная, с использованием ключевого слова local, она считается глобальной. Если значение переменной не присвоено, переменная содержит nil.
a = 1 -- глобальная переменная со значение 1
local b -- локальная переменная со значение nil
local c = 2 -- локальная переменная со значение 2
local d, e = 3, 4 -- локальные переменные d и e, со значениями d=3 и e=4
a = nil -- Удаляет определение переменной a.
Получить тип переменной
Тип значения, сохранённого в переменной, можно выяснить при помощи стандартной функции type.
x = type ("строка") -- переменная типа "string"
x = type (123) -- переменная типа "number"
x = type (type) -- переменная типа "function"
x = type (true) -- переменная типа "boolean"
x = type (nil) -- переменная типа "nil"
x = type ({}) -- переменная типа "table"
Преобразовать тип переменной
Lua при необходимости автоматически преобразует числа в строки и наоборот. Например, если строковое значение является операндом в арифметической операции, оно преобразуется в число. Аналогично числовое значение, встретившееся в том месте, где ожидается строковое, будет преобразовано в строку.
x = "10" + 5 -- 15
x = "10".."12" -- "1012"
x = "10"..5 -- "105" -- Для конкатенации строк используется оператор .. :
x = "строка" + 10 -- ошибка
x = tostring (10) -- "10"
x = tostring (true) -- "true"
x = tostring (nil) -- "nil"
x = tostring ({[1] = "это поле 1"}) -- "table: 06DB1058"
x = tonumber ("10") -- 10
x = tonumber ("10"..".5") -- 10.5
x = tonumber (true) -- "nil"
x = tonumber (nil) -- "nil"
2) Циклы и условия
-- условия "если":
num = 20
if num > 40 then
print('num больше 40')
elseif num ~= 30 then -- ~= обозначает "не равно".
print('num не равно 30')
else
print('num = ' .. num)
end
-- Неопределённые переменные возвращают nil.
-- Этот пример не является ошибочным:
foo = UnknownVar -- Теперь foo = nil.
Bool = false
-- Только значения nil и false являются ложными; 0 и '' являются истинными!
if not Bool then print('это значение ложно') end
-- Для 'or' и 'and' действует принцип "какой оператор дальше,
-- тот и применяется". Это действует аналогично оператору a?b:c в js:
ans = Bool and 'yes' or 'no' --> 'no'
Оператор for предназначен для организации циклов.
sum = 0
for i = 1, 100 do -- Шаг может не задаваться. В этом случае он принимается равным 1.
sum = sum + i
print(sum)
end
sum = 0
for j = 100, 1, -1 do -- цикл от 10 до 1 с шагом -1
sum = sum + j
print(sum)
end
Оператор while предназначен для организации циклов с предусловием
i = 10
t = {}
while i > 0 do -- цикл от 10 до 1
t[i] = "поле "..i
i = i - 1
end
print(t[1]) -- "поле 1"
print(t[9]) -- "поле 9"
print(#t) -- длина таблицы t
-- Для выхода из цикла до его завершения так же можно использовать оператор break.
a = {3, 5, 8, -6, 5}
i = #a
while i > 0 do -- ищем в массиве отрицательное значение
if a[i] < 0 then break end -- если найдено, прерываем цикл
i = i - 1 -- иначе переходим к следующему элементу
end
-- Оператор **repeat** предназначен для организации циклов с постусловием.
num = 5
repeat
print('путь будущего')
num = num - 1
until num == 0
-- Для выхода из цикла до его завершения можно использовать оператор break.
3) Функции
Типичное определение функции выглядит следующим образом.
function f(x,y)
return x*y -- тело функции
end
Функции могут как принимать несколько значений так и возвращать, Лишние получатели принимают значение nil, а лишние значения игнорируются.
function bar(a, b, c)
print(a, b, c)
return 4, 8, 15, 16, 23, 42
end
x, y = bar('test') --> выводит "test nil nil"
-- Теперь x = 4, y = 8, а значения 15..42 отбрасываются.
Функции могут быть локальными и глобальными.
-- Эти строки делают одно и то же:
function f(x) return x \* x end
f = function (x) return x \* x end
-- Любые функции в Lua анонимны, то есть не имеют имён.
-- Когда говорят об имени функции, например, «функция f»,
-- на самом деле подразумевают переменную f, содержащую ссылку на эту функцию.
-- Эти тоже:
local function g(x) return math.sin(x) end
local g = function(x) return math.sin(x) end
-- Вызов функции с одним строковым параметром не требует круглых скобок:
print 'hello'
Функция может принимать переменное число параметров. Для этого список аргументов в определении функции должен заканчиваться многоточием (...). Все значения, скрытые за многоточием, передаются функции через локальную таблицу arg. Поле n этой таблицы содержит число переданных аргументов. Поэтому значения переданных в функцию аргументов можно получить, например, так:
function f(...)
for i = 1, arg.n do
print (tostring(arg[i]))
end
end
f (1,2,3)
Возникают ситуации, когда функция возвращает несколько значений, а переменной требуется присвоить только одно из них. Общепринятым способом является использование переменной с именем «_» (символом подчёркивания).
function f()
return 1, 2, 3 -- функция f3 возвращает три значения
end
local _, _, c = f() -- нам нужно только третье возвращаемое значение
Функция обратного вызова "callback". Коллбэк – это функция, которая должна быть выполнена после того, как другая функция завершила выполнение.
-- функция с callback
function x (y, callback)
y=y*2
tmr.create():alarm(5000, tmr.ALARM_SINGLE, function()
if (callback) then callback(y) else print("без callback y = "..y) end
end)
end
x(3,function (data)
print("callback y = "..data)
end)
x(3)
4) Таблицы
Таблица единственная составная структура данных в Lua представляет собой ассоциативный массив.
t = {} -- создаем пустую таблицу
t[1] = "first" -- поле таблицы, с ключом 1 и значением "first"
t[2] = 20 -- поле, с ключом 2 и значением 20
t["name"] = "Jane" -- поле, с ключом "name" и значением "Jane"
t.name = "Jane" -- эквивалентно t["name"] = "Jane"
a = t[1] -- переменная a получает значение "first"
b = t[2] -- переменная b получает значение 20
c = t["name"] -- переменная c получает значение "name"
c = t.name -- эквивалентно с = t["name"]
print(t.name) -- = "Jane"
t.name = nil -- для удаления поля таблицы достаточно присвоить ему nil
print(t.name) -- = nil
Таблицу можно заполнить значениями непосредственно при создании.
t = { ["red"] = "красный", ["green"] = "зеленый", ["blue"] = "синий" }
-- или так
t = {}
t.red = "красный"
t.green = "зеленый"
t.blue = "синий"
В случае строковых ключей квадратные скобки (и двойные кавычки) можно не указывать.
t = {red="красный", green="зеленый", blue="синий"}
print(t.red) -- красный
Если необходимо создать таблицу, поля которой также являются таблицами, это можно сделать следующим образом.
p = {
a = {k=20, v=1},
b = {k=40, v=2}
}
print(p.a.k) -- 20
print(p.b.v) -- 2
Массив — это таблица, ключами которой являются целые положительные числа. Чтобы создать массив, достаточно перечислить в фигурных скобках значения его элементов.
t = {"красный", "зеленый", "синий"}
-- тоже самое
t = {[1]="красный", [2]="зеленый", [3]="синий"}
(!) В Lua массивы индексируются, начиная с 1, а не с 0, как в некоторых языках программирования.
t = {"красный", "зеленый", "синий"}
n = #t -- n равно 3
a = t[#t] -- присвоим переменной a значение последнего элемента массива t
t[#t] = nil -- удалим последний элемент массива t
print(#t) -- 2
t[#t+1] = a -- добавим значение переменной a в конец массива t
print(#t) -- 3
При работе с массивами следует учитывать важную особенность оператора #. Этот оператор рассматривает любой неинициализированный (имеющий значение nil) элемент массива как признак конца массива. Таким образом, для корректной работы оператора # необходимо, чтобы массив не содержал «пустых» элементов.
t = {red="красный", green="зеленый", blue="синий"}
print(#t) -- n равно 0
t = {\[1\]="красный", \[3\]="зеленый", \[4\]="синий"}
print(#t) -- n равно 1 (поскольку t\[2\] имеет значение nil)
Для перебора всех элементов таблицы обычно используют оператор for совместно со стандартной функцией pairs.
t = { name = "ивна", surname = "Пертов", age = 18, [1] = "test"}
for key, val in pairs(t) do
print(key.." : "..val)
end
Для перебора массива, удобнее использовать другую стандартную функцию ipairs.
t = { "красный", "зеленый", "синий" }
for i, val in ipairs(t) do
print("№"..i.." : "..val)
end
-- **вернет** №1 : красный №2 : зеленый №3 : синий
t = { [1] = "красный", [3] = "зеленый", [4] = "синий" }
for i, val in ipairs(t) do
print("№"..i.." : "..val)
end
-- помним про важную особенность, вернет №1 : красный
table.concat(arr, str, i, j) -- выполняет конкатенацию элементов массива в одну строку
-- arr - это исходный массив,
-- str (необязательный параметр) - строка, вставляемая между элементами
-- i (необязательный параметр) - начальный индекс
-- j (необязательный параметр) - конечный индекс
table.insert(arr, i, new) -- вставляет элемент в массив по индексу i, сдвигая остальные
-- i (необязательный параметр) - по умолчанию, добавляется в конец массива
table.maxn(arr ); -- возвращает максимальный положительный числовой индекс
table.remove(arr , i); -- удаляет элемент таблицы по индексу i
-- i (необязательный параметр) - по умолчанию, удаляется последний элемент массива
table.sort(arr , func); -- сортирует элементы массива
-- func (необязательный параметр) - по умолчанию, функция сортирует элементы по возрастанию
-- можно применить свой порядок, вторым параметром нужно передать функцию, принимающую 2 параметра,
-- которая будет возвращать true, если параметр 1 меньше параметра 2.
-- Пример:
arr = {2, 4, 3, 1, 5};
function Sort(a,b)
if a > b then
return true;
else
return false;
end;
end;
table.sort(arr ); -- {1,2,3,4,5}
table.sort(arr , Sort); -- {5,4,3,2,1}
4.1) Метатаблицы и метаметоды
-- Таблицу можно связать с метатаблицей, задав ей поведение, как при
-- перегрузке операторов. Позже мы увидим, что метатаблицы поддерживают
-- поведение, как в js-прототипах.
f1 = {a = 1, b = 2} -- Представляет дробь a/b.
f2 = {a = 2, b = 3}
-- Это не сработает:
-- s = f1 + f2
metafraction = {}
function metafraction.__add(f1, f2)
local sum = {}
sum.b = f1.b * f2.b
sum.a = f1.a * f2.b + f2.a * f1.b
return sum
end
setmetatable(f1, metafraction)
setmetatable(f2, metafraction)
s = f1 + f2 -- вызвать __add(f1, f2) на метатаблице от f1
-- f1, f2 не имеют ключа для своих метатаблиц в отличии от прототипов в js,
-- нужно получить его через getmetatable(f1). Метатаблица - обычная таблица
-- поэтому с ключами, известными для Lua (например, __add).
-- Но следущая строка будет ошибочной т.к в s нет метатаблицы:
-- t = s + s
-- Похожий на классы подход, приведенный ниже, поможет это исправить.
-- __index перегружает в метатаблице просмотр через точку:
defaultFavs = {animal = 'gru', food = 'donuts'}
myFavs = {food = 'pizza'}
setmetatable(myFavs, {__index = defaultFavs})
eatenBy = myFavs.animal -- работает! спасибо, мета-таблица.
--------------------------------------------------------------------------------
-- При неудаче прямой табличный поиск попытается использовать
-- значение __index в метатаблице, причём это рекурсивно.
-- Значение __index также может быть функцией
-- function(tbl, key) для настраиваемого поиска.
-- Значения типа __index, __add, ... называются метаметодами.
-- Ниже приведён полный список метаметодов.
-- __add(a, b) для a + b
-- __sub(a, b) для a - b
-- __mul(a, b) для a * b
-- __div(a, b) для a / b
-- __mod(a, b) для a % b
-- __pow(a, b) для a ^ b
-- __unm(a) для -a
-- __concat(a, b) для a .. b
-- __len(a) для #a
-- __eq(a, b) для a == b
-- __lt(a, b) для a < b
-- __le(a, b) для a <= b
-- __index(a, b) <функция или таблица> для a.b
-- __newindex(a, b, c) для a.b = c
-- __call(a, ...) для a(...)
4.2 Таблицы как класс и наследования.
-- В Lua нет поддержки классов на уровне языка,
-- однако существуют разные способы их создания с помощью
-- таблиц и метатаблиц.
-- Ниже приведён один из таких способов.
Dog = {} -- 1.
function Dog:new() -- 2.
local newObj = {sound = 'woof'} -- 3.
self.__index = self -- 4.
return setmetatable(newObj, self) -- 5.
end
function Dog:makeSound() -- 6.
print('I say ' .. self.sound)
end
mrDog = Dog:new() -- 7.
mrDog:makeSound() -- 'I say woof' -- 8.
-- 1. Dog похоже на класс, но на самом деле это таблица.
-- 2. "function tablename:fn(...)" - то же самое, что и
-- "function tablename.fn(self, ...)", просто : добавляет первый аргумент
-- перед собой. См. пункты 7 и 8, чтобы понять, как self получает значение.
-- 3. newObj - это экземпляр класса Dog.
-- 4. "self" - экземпляр класса. Зачастую self = Dog, но с помощью наследования
-- это можно изменить. newObj получит свои функции, когда мы установим
-- метатаблицу для newObj и __index для self на саму себя.
-- 5. Напоминание: setmetatable возвращает первый аргумент.
-- 6. : работает, как в пункте 2, но в этот раз мы ожидаем,
-- что self будет экземпляром, а не классом.
-- 7. То же самое, что и Dog.new(Dog), поэтому self = Dog в new().
-- 8. То же самое, что mrDog.makeSound(mrDog); self = mrDog.
--------------------------------------------------------------------------------
-- Пример наследования:
LoudDog = Dog:new() -- 1.
function LoudDog:makeSound()
local s = self.sound .. ' ' -- 2.
print(s .. s .. s)
end
seymour = LoudDog:new() -- 3.
seymour:makeSound() -- 'woof woof woof' -- 4.
--------------------------------------------------------------------------------
-- 1. LoudDog получит методы и переменные класса Dog.
-- 2. В self будет ключ 'sound' из new(), см. пункт 3.
-- 3. То же самое, что и "LoudDog.new(LoudDog)", конвертированное
-- в "Dog.new(LoudDog)", поскольку в LoudDog нет ключа 'new',
-- но в его метатаблице есть "__index = Dog".
-- Результат: Метатаблицей для seymour стала LoudDog,
-- а "LoudDog.__index = Dog". Поэтому seymour.key будет равно
-- seymour.key, LoudDog.key, Dog.key, в зависимости от того,
-- какая таблица будет первой с заданным ключом.
-- 4. Ключ 'makeSound' находится в LoudDog;
-- то же самое, что и "LoudDog.makeSound(seymour)".
-- При необходимости функция new() в подклассе
-- может быть похожа на аналог в базовом классе.
function LoudDog:new()
local newObj = {}
-- установить newObj
self.__index = self
return setmetatable(newObj, self)
end
5) Модули
-- Предположим, файл mod.lua будет выглядеть так:
local M = {}
local function sayMyName()
print('Петя')
end
function M.sayHello()
print('Привет, ')
sayMyName()
end
return M
-- Другой файл может использовать функционал mod.lua:
local mod = require('mod') -- Запустим файл mod.lua.
-- require - стандартный способ подключения модулей.
-- require ведёт себя так: (если не кэшировано, см. ниже)
local mod = (function ()
<содержимое mod.lua>
end)()
-- Файл mod.lua воспринимается, как тело функции, поэтому
-- все локальные переменные и функции внутри него не видны за его пределами.
-- Это работает, так как здесь mod = M в mod.lua:
mod.sayHello() -- Выведет "Привет, Петя".
-- Это будет ошибочным; sayMyName доступна только в mod.lua:
mod.sayMyName() -- ошибка
-- Значения, возвращаемые require, кэшируются,
-- поэтому содержимое файла выполняется только 1 раз,
-- даже если он подключается с помощью require много раз.
-- Предположим, mod2.lua содержит "print('Hi!')".
local a = require('mod2') -- Выведет "Hi!"
local b = require('mod2') -- Ничего не выведет; a=b.
-- dofile, в отличии от require, работает без кэширования:
dofile('mod2') --> Hi!
dofile('mod2') --> Hi! (запустится снова)
-- loadfile загружает файл, но не запускает его.
f = loadfile('mod2') -- Вызов f() запустит содержимое mod2.lua.
-- loadstring - это loadfile для строк.
g = loadstring('print(343)') -- Вернет функцию.
g() -- Напишет 343.