【Lua 筆記】簡介 / 基本語法及資料型態 / 變數 - part 1
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目錄（Table of Contents）：
[TOC]
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由於有款遊戲叫做 CSO（Counter-Strike Online），內建模式創世者模式（Studio）新增使用 Lua 及其遊戲的 API，所以突發奇想製作這個筆記。
這個筆記會在一開始先著重純粹的程式設計自學，在最後的章節才會與 CSO 遊戲 API 進行應用。
## 簡介（Introduction）
> Lua（葡萄牙語「月亮」）是一個簡潔、輕量、可擴充的手稿語言。Lua有著相對簡單的C語言API而很容易嵌入應用中。很多應用程式使用Lua作為自己的嵌入式手稿語言，以此來實現可組態性、可擴充性。 - [Wekipedia](https://zh.wikipedia.org/zh-tw/Lua)
Lua 建立日期：1993年。by 羅伯托·耶魯薩林斯希、Luiz Henrique de Figueiredo、Waldemar Celes
特性：
> Lua 是一種輕量語言，它的官方版本只包括一個精簡的核心和最基本的函式庫。這使得Lua體積小、啟動速度快。它用 ANSI C 語言編寫，並以原始碼形式開放，編譯後的完整參考直譯器只有大約247kB，到5.4.3版本，該體積變成 283kB（Linux,amd64），依然非常小巧，可以很方便的嵌入別的程式裡。 - [Wekipedia](https://zh.wikipedia.org/zh-tw/Lua)
所以 Lua 又可被稱為內嵌語言。
而 Lua 不像是其他種大型語言（如：Python、C、C++ 等），是屬於輕量語言，所以內建的函式庫、資料型態甚少，這也成了他的缺點之一。
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但是學習 Lua 最大的優點是：它，非常好學，因為東西少。
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### 編輯器（Editor）
線上編輯器：
* repl.it
* glot.io
軟體編輯器：
* ZeroBrane Studio
* Visual Studio Code 的 extension：vscode-lua
* Atom
* Notepad++ -> 筆者推薦（因為筆者常用此編輯器）
* Decoda
本筆記日後一律使用線上編輯器（repl.it），若等到 CSO 應用部分，則會使用 Notepad++ 軟體作為編輯器。
## Lua 基本語法
只要是任何剛學一門程式語言的人，一定都會接觸的指令：print("Hello World!")
我們打在編輯器上的時候會長這樣：
然後按下 Run：
可以在 Console 旁邊看到 Shell，這個 Shell 其實就跟我們平常開 Windows 的 cmd 命令提示字元是一樣的東西，一次就只能執行一行指令，最主要我們用它還是用於基本的測試用而已。
Console 則就是 print() 後輸出的平台、終端。
輸入、輸出在程式設計上是很重要的概念，print() 的小括號裡面其實就是一種輸入的模式，像我們輸入 "Hello World!"，執行後會在終端（Console）上看到 Hello World!。
這時候你肯定會想說：「咦！？為什麼雙引號 "" 沒有被印出來呢？」
沒關係，我們試著把雙引號拿掉看看：
出現了這樣子的錯誤。
為什麼？你肯定會產生這個疑惑，因為 Hello World! 本身他是「一串」文字，在程式語言當中，這一串文字稱為字串，需要用 "" 特別去表示文字的意義，否則執行程式時，程式語言不知道 Hello World! 是什麼。
而字串（String），又被稱為是一種資料型態，資料型態（Data Type）又是什麼呢？請待我們下一節解釋。
## Lua 資料型態（Data Type）
Lua 它是一個動態類型的語言，變數宣告時不需要特別去為資料型態定義，只需要為變數指定值即可。這點與大家耳熟能詳的程式語言，Python 是一樣的。
重點來了，資料型態是個什麼東西呢？簡單來說它是用來表示資料的類型的，像是我們在數學中學過實數系，實數可分為有理數、無理數，有理數又可分為整數跟分數，以此類推，資料型態就像是這類的東西，
:::info
換句話說，***資料型態就是將資料給分類。***
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圖源：https://herosnotebook.pixnet.net/blog/post/221459486
在 Lua 中，資料型態可以被分為以下這八種：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread、table。
| 資料型態 | 敘述 |
| -------- | -------- |
| nil | 表示一個無效值（在條件運算式中相當於false）。 |
| boolean | true、false。 |
| number | 表示雙精度類型的實浮點數。 |
| string | 字串由一對雙引號或單引號來表示。 |
| function | 由 C 或 Lua 編寫的函數。 |
| userdata | 表示任意儲存在變數中的 C 資料結構。 |
| thread | 表示執行的獨立線路，用於執行協同程序。 |
| table | Lua 中的表（table）其實是一個"關聯陣列"（associative arrays），陣列的索引可以是數字、字串或表格類型。在 Lua 裡，table 的創建是透過"構造運算式"來完成，最簡單構造運算式是{}，用來建立一個空表。 |
表格來源：[Lua 数据类型 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/lua/lua-data-types.html)
在這邊老實講，筆者看到第一眼感到驚訝的是，function 竟然會是資料型態耶。
不過這並不是重點，以上這八個資料型態其實不用特地去記，至於他們分別代表什麼，請先看以下範例做練習（範例來源：[Lua 数据类型 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/lua/lua-data-types.html)）：
備註：Lua 語言的 -- 符號代表註解，也就是程式不會執行的地方。
```lua=
print(type("Hello world")) --> string
print(type(10.4 * 3)) --> number
print(type(print)) --> function
print(type(type)) --> function
print(type(true)) --> boolean
print(type(nil)) --> nil
```
首先第一個我們之前說過，有雙引號 ""，然後裡面放東西的形式稱為字串，不過雙引號並不是絕對的，也可以使用單引號，必須注意的是，單、雙引號必須成對，不能一個單引號，一個雙引號。
第二個是 number 的部分，其實原本 number 應該要分為 float、int 的，只不過在 Lua 這邊將它合起來了，浮點數（float：有小數點的）、整數（int）都被稱為是 number 這種資料型態。不過 Lua 他會自動判別哪個是整數，哪一個是小數。
第三個是 function 的部分，像剛剛說 print() 這個指令，它本身是一種函數，用於輸出資料顯示在終端上。
:::info
函數其實就是一種典型的輸入、輸出，就好比把函數想成是一台機器一樣
:::
，我們在自動販賣機面前輸入錢幣，然後可以盡情的挑飲料（挑飲料就好比是函數的功能），挑完飲料後函數會在下方輸出飲料給我們。
不過話說回來了，type 是什麼東西？type 其實也是一個函數，它主要功能是用來檢測資料型態的類型，比如說 type(1) 回傳的值就會是 number。
ok，資料型態的部分我們先打住，大致上我們只需理解 number、string、nil、boolean、function 是什麼就可以了，讓我們進入下一節變數的部分：
## 變數（variable）
變數是什麼？變數你可以把它想像成，我們之前在學自然科（無論物理化學生物地科）的時候，是否聽過在實驗上被稱作為什麼什麼變因的？像是操作變因、控制變因、應變變因，實際上變數就等於變因。
還是不理解？ok，更淺顯易懂的說明一下，變數它就是一個用來裝水的容器，資料型態就是變數這個容器的形狀，資料型態的值（像是 number 中的 123）就是變數這個容器裡面裝的水。
我們要創建一個變數，得說 "宣告" 一個變數，如下：
```
a = 1
```
a 等於 1 的說法在程式語言上是錯的，我們通常會說 1 指定給 a、1 指派給 a、1 賦值給 a 等等。
a 可以被賦予任何的資料型態，如下：
```lua=
a = 0
a = "ABC"
a = true
print(a)
```
輸出結果：
```
true
```
記得，執行程式時，是由上往下執行的。
### 多變數指定
Lua 本身也支援多變數指定：
```lua=
a, b, c = 0, 1
print(a, b, c)
a, b = a + 1, b + 1, b + 2
print(a, b)
```
輸出結果：
```
0 1 nil
1 2
```
如果有學過其他程式語言的話，像是 Python，絕對不可能會這樣寫，因為會發生未指定變數值的錯誤。不過特別的是，上面程式碼中，第三個 c 沒有特別指定值，所以資料型態就是 nil，等同於空。
然後我們可以透過多變數指定為變數交換值：
```lua=
a, b = 1, 2 -- 交換前
print(a, b)
a, b = b, a -- 交換後
print(a, b)
```
備註：`--` 是 Lua 的註解，註解後方可以打上任何的字上去。
### 識別字（identifier）
識別字（identifier），是用來辨識變數、函數的一個規則，也可以把他想像成是各個名稱的命名規則。
一個識別字從英文字母 A-Z or a-z 或 底線 _ 起頭，需要特別注意的是，就只能用「英文字母」、底線 _ 開頭，其他以外的都不行。以上述開頭之後，就可以放入像是數字（0-9）、底線 _ 等等的其他東西都行，但必須注意的是，無論在什麼位置，都不能以特殊字元為識別字，像是 !@#$%^* 這些等等。
而另外一個需要注意的就是，大小寫不同的識別字是不同的識別字。
以變數名稱為例：
```lua=
a = 0
A = 1
print(a, A) -- 0 1
```
關鍵字也不能用作識別字：
表格來源：[Lua 基本语法 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/lua/lua-basic-syntax.html)
## 總結
print() - 印出某個東西在終端上顯示
資料型態就是給資料分類，像是 "Hello World!" 這種以文字形式搭配雙引號表示的資料型態稱為字串。
變數就像是裝水的容器（變數的值是水），資料型態作為變數這個容器的形狀。而值（value），就是資料型態的大小，比如說 number：1、45915、0.354135 等，代表 number 這個資料型態的值。
多變數指定：a, b = 1, 2
識別字（identifier），是用來辨識變數、函數的一個規則，也可以把他想像成是各個名稱的命名規則。
規則：
名稱開頭只能是底線或英文字母開頭。
名稱不能有中文，只能是英文字母的 a 到 z、數字（0 到 9）、底線的組合。
Lua 是區分大小寫的語言，以變數名稱為例，兩個大小寫不同的變數名稱，是不同變數。
## 參考資料
- [[Lua] 程式設計教學：建置開發環境 | 開源技術教學](https://opensourcedoc.com/lua-programming/build-development-environment/)[target=_blank]
- [Lua 基本语法 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/lua/lua-basic-syntax.html)[target=_blank]
- [Lua 数据类型 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/lua/lua-data-types.html)[target=_blank]
- [Lua 变量 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/lua/lua-variables.html)[target=_blank]
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