Lua 基本数据类型

Lua是一种动态类型语言，变量没有类型，值才有类型。Lua共有8种基本数据类型：

nil（空值）
boolean（布尔值）
number（数值）
string（字符串）
function（函数）
userdata（用户数据）
thread（协程）
table（表）

8种基本数据类型

1. nil（空值）

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local a = nil
print(a)  -- 输出: nil
print(type(a))  -- 输出: nil

-- nil表示不存在的值或变量未初始化
local b
print(b)  -- 输出: nil (变量声明但未赋值)

2. boolean（布尔值）

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local t = true
local f = false

-- 重要细节：在Lua中，只有false和nil表示逻辑假
-- 其他所有值（包括0和空字符串）都表示逻辑真

if 0 then
    print("0 在Lua中为真")  -- 会执行
end

if "" then
    print("空字符串在Lua中为真")  -- 会执行
end

if false then
    print("false为假，不会执行")
end

if nil then
    print("nil为假，不会执行")
end

3. number（数值）

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-- Lua 5.3+ 支持整数和浮点数，5.2及之前只有浮点数
local int_num = 42
local float_num = 3.14
local sci_num = 2e10  -- 科学计数法
local hex_num = 0xFF  -- 十六进制

print(type(int_num))   -- 输出: number
print(type(float_num)) -- 输出: number

-- 重要细节：浮点数比较问题
local a = 0.1 + 0.2
local b = 0.3
print(a == b)  -- 输出: false (由于浮点数精度问题)

-- 正确的浮点数比较方法
local epsilon = 1e-10  -- 定义一个极小的误差范围
function float_equal(x, y)
    return math.abs(x - y) < epsilon
end

print(float_equal(a, b))  -- 输出: true

-- 使用math.abs比较示例
local x = 1/3
local y = 0.33333333333333
if math.abs(x - y) < 0.000001 then
    print("x和y在误差范围内相等")
end

4. string（字符串）

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-- 三种表示方式
local str1 = "双引号字符串"
local str2 = '单引号字符串'
local str3 = [[
多行字符串
可以包含换行
和"各种引号"
]]

-- 字符串连接
local name = "Lua"
local greeting = "Hello, " .. name .. "!"
print(greeting)  -- 输出: Hello, Lua!

-- 字符串长度
local s = "hello"
print(#s)  -- 输出: 5 (长度操作符)

-- 数字与字符串的自动转换（在算术运算中）
print("10" + 5)   -- 输出: 15 (字符串转换为数字)
print(10 .. 20)   -- 输出: 1020 (数字转换为字符串，注意空格: 10 .. 20)

-- 显式转换
local num = tonumber("123")  -- 字符串转数字
local str = tostring(123)    -- 数字转字符串

5. table（表）

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-- Lua中唯一的数据结构，可作数组、字典、对象等
local empty_table = {}
local array = {1, 2, 3, 4, 5}  -- 数组
local dict = {name = "Lua", version = 5.4}  -- 字典
local mixed = {1, "two", three = 3}  -- 混合

-- 访问元素
print(array[1])    -- 输出: 1 (注意：Lua数组索引从1开始)
print(dict["name"]) -- 输出: Lua
print(dict.name)    -- 输出: Lua (语法糖)

-- 获取长度（针对数组部分）
print(#array)  -- 输出: 5

6. function（函数）

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-- 函数是一等公民，可以存储在变量中
local function add(a, b)
    return a + b
end

local multiply = function(a, b)
    return a * b
end

-- 高阶函数：函数作为参数
function apply(func, x, y)
    return func(x, y)
end

print(apply(add, 3, 4))  -- 输出: 7

7. userdata（用户数据）

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-- 表示C语言数据，用于Lua与C的交互
-- 通常由C扩展库创建，在纯Lua中很少直接创建

8. thread（协程）

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-- 表示独立的执行线程（协程）
local co = coroutine.create(function()
    print("协程执行")
end)

print(type(co))  -- 输出: thread

类型检查与转换

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-- 类型检查函数 type()
print(type("hello"))    -- string
print(type(123))        -- number
print(type(true))       -- boolean
print(type(nil))        -- nil
print(type({}))         -- table
print(type(print))      -- function

-- 类型转换函数
local num = tonumber("123")   -- 转换为数字，失败返回nil
local str = tostring(123)     -- 转换为字符串
local bool = not not value    -- 转换为布尔值（双非技巧）

-- 检查特定类型
function is_number(value)
    return type(value) == "number"
end

function is_string(value)
    return type(value) == "string"
end

注意事项

1. 关于nil

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-- 给变量赋nil等同于删除变量
local t = {x = 10, y = 20}
t.x = nil  -- 删除键x

-- 判断变量是否存在
if some_var == nil then
    print("变量不存在或值为nil")
end

2. 布尔运算的短路特性

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local a = nil
local b = "default"

-- 使用or提供默认值
local value = a or b
print(value)  -- 输出: default

-- 使用and确保条件满足
function safe_divide(a, b)
    b = b or 1  -- 默认分母为1
    return a / b
end

3. 浮点数比较

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-- 定义比较函数
function float_eq(a, b, epsilon)
    epsilon = epsilon or 1e-10
    return math.abs(a - b) < epsilon
end

function float_lt(a, b, epsilon)  -- less than
    epsilon = epsilon or 1e-10
    return b - a > epsilon
end

function float_le(a, b, epsilon)  -- less than or equal
    epsilon = epsilon or 1e-10
    return a - b <= epsilon
end

4. 类型判断技巧

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-- 判断是否为table且不为空
function is_table(t)
    return type(t) == "table"
end

function is_empty_table(t)
    return type(t) == "table" and next(t) == nil
end

-- 判断是否为数组（连续整数键）
function is_array(t)
    if type(t) ~= "table" then return false end
    local i = 0
    for _ in pairs(t) do
        i = i + 1
        if t[i] == nil then return false end
    end
    return true
end

总结

Lua有8种基本数据类型，使用type()函数获取类型
只有false和nil在条件判断中为假，其他所有值都为真
浮点数比较需要特别注意精度问题，应使用误差范围比较而非直接相等比较
字符串和数字在必要时会自动转换，但最好显式转换以提高代码清晰度
table是Lua的核心数据结构，灵活但需要理解其工作原理
合理利用短路逻辑（and/or）可以写出更简洁的代码