Lua 字符串

Lua - 字符串

在 Lua 中，字符串（string）是不可变（immutable）的字节序列。字符串可以包含字符，包括嵌入的零和控制字符。Lua 高效地处理字符串，并提供了一个强大的 string 库用于字符串操作（manipulation）。

字符串字面量

字符串可以使用单引号、双引号或长方括号定义，用于多行字符串：

• 单引号：'Hello Lua'
• 双引号："Hello Lua"
• 长方括号：[[一个多行 字符串示例。]] 或 [=[另一个带有 [=[嵌套方括号]=] 的长字符串。]=]

字符串字面量示例：

local string1 = "Lua"
print("String 1 is: " .. string1)

local string2 = 'Tutorial'
print("String 2 is: " .. string2)

local string3 = [[
A multi-line string
for Lua.
]]
print("String 3 is:\n" .. string3)

运行上述程序后，输出将是：

String 1 is: Lua
String 2 is: Tutorial
String 3 is:
A multi-line string
for Lua.

转义序列

在由单引号或双引号界定的字符串中，可以使用转义序列（escape sequences）来表示特殊字符。长方括号字符串不解释转义序列（开头处的换行规则除外）。

转义序列	描述
\a	响铃（警报）
\b	退格
\f	换页
\n	换行
\r	回车
\t	水平制表符
\v	垂直制表符
\	反斜杠
”	双引号
’	单引号
[	左方括号（如果在模式中使用 [[ 则需要，通常不在字符串字面量中使用）
]	右方括号（同上）
\ddd	十进制值 ddd 对应的字符（例如，\065 是 ‘A’）
\xhh	十六进制值 hh 对应的字符（例如，\x41 是 ‘A’）
\u{XXX}	Unicode 码点 XXX 的 UTF-8 序列（Lua 5.3+）

字符串操作

Lua 的 string 库提供了一套全面的函数用于字符串操作。请记住，字符串是不可变的；这些函数返回新的字符串，而不是修改原始字符串。

函数签名	用途
string.upper(s)	返回一个新字符串，其中 s 中的所有小写字母都转换为大写。
string.lower(s)	返回一个新字符串，其中 s 中的所有大写字母都转换为小写。
string.gsub(s, pattern, replacement [, n])	返回一个新字符串，其中 s 中 pattern 的出现被 replacement 替换。n 可选地限制替换次数。
string.find(s, pattern [, init [, plain]])	返回 s 中第一个匹配 pattern 的起始和结束索引（从 init 开始搜索）。如果未找到，则返回 nil。如果 plain 为 true，则执行字面搜索。
string.reverse(s)	返回 s 的反转新字符串。
string.format(formatstring, ...)	返回一个格式化字符串，类似于 C 语言的 sprintf。
string.char(...)	返回由给定整数 ASCII/字节值对应的字符组成的字符串。
string.byte(s [, i [, j]])	返回字符 s[i]、s[i+1]、…、s[j] 的数值字节码。i 默认值为 1，j 默认值为 i。
string.len(s)	返回字符串 s 的长度（以字节为单位）。（与 #s 运算符相同）。
string.rep(s, n [, sep])	返回一个字符串，它是字符串 s 的 n 次重复，可选地由 sep 分隔（sep 参数在 Lua 5.4+ 中可用）。
string.sub(s, i [, j])	返回从索引 i 开始到索引 j 结束的 s 子字符串；i 和 j 可以是负数。
string.match(s, pattern [, init])	类似于 string.find，但在成功时返回从 pattern 中捕获的子字符串，如果无匹配项则返回 nil。

让我们看一些示例：

大小写操作

local my_string = "Hello Lua World!"
print("Uppercase:", string.upper(my_string)) -- HELLO LUA WORLD!
print("Lowercase:", string.lower(my_string)) -- hello lua world!

替换子字符串（string.gsub）

local text = "Lua is fun, Lua is powerful."
local new_text = string.gsub(text, "Lua", "LuaLang")
print("Replaced text:", new_text) -- LuaLang is fun, LuaLang is powerful.

local replaced_once = string.gsub(text, "Lua", "LuaLang", 1)
print("Replaced once:", replaced_once) -- LuaLang is fun, Lua is powerful.

查找子字符串（string.find）和反转（string.reverse）

local phrase = "Lua Tutorial"
local start_index, end_index = string.find(phrase, "Tutorial")
if start_index then
    print(string.format("Found 'Tutorial' from index %d to %d", start_index, end_index)) -- 在索引 5 到 12 找到 'Tutorial'
end

local reversed_phrase = string.reverse(phrase)
print("Reversed phrase:", reversed_phrase) -- lairotuT auL

格式化字符串（string.format）

local name = "Alice"
local score = 100
local average = 95.756

local formatted1 = string.format("Player: %s, Score: %d", name, score)
print(formatted1) -- Player: Alice, Score: 100

local formatted2 = string.format("Average: %.2f (rounded)", average)
print(formatted2) -- Average: 95.76 (rounded)

local formatted_date = string.format("Date: %02d/%02d/%04d", 5, 7, 2023)
print(formatted_date) -- Date: 05/07/2023

字符和字节表示（string.char、string.byte）

local char_A = string.char(65) -- 'A' 的 ASCII 值
print("Character for 65:", char_A) -- 65 对应的字符: A

local str_abc = "abc"
local byte_a = string.byte(str_abc, 1) -- 'a' 的字节值
local byte_b = string.byte(str_abc, 2)
print(string.format("Byte for 'a': %d, Byte for 'b': %d", byte_a, byte_b)) -- 'a' 的字节: 97, 'b' 的字节: 98

-- 获取所有字节
for i = 1, #str_abc do
    print(string.format("Byte at %d: %d", i, string.byte(str_abc, i)))
end

长度、重复、连接

local s1 = "Lua"
local s2 = "Rocks"

-- 使用 .. 运算符连接
local combined = s1 .. " " .. s2 .. "!"
print("Combined string:", combined) -- 连接后的字符串: Lua Rocks!

-- 使用 # 运算符或 string.len() 获取长度
print("Length of s1:", #s1) -- s1 的长度: 3
print("Length of combined:", string.len(combined)) -- 连接后字符串的长度: 10

-- 使用 string.rep() 重复
local repeated_s1 = string.rep(s1, 3)
print("Repeated s1:", repeated_s1) -- 重复的 s1: LuaLuaLua

-- 带分隔符的重复 (Lua 5.4+)
-- local repeated_sep = string.rep(s1, 3, "-")
-- print("Repeated with sep:", repeated_sep) -- Lua-Lua-Lua（如果使用 Lua 5.4+）

关于 UTF-8 和字符串长度的重要说明：

Lua 的核心字符串库函数（如 string.len、#、string.sub）是操作字节，而不是字符。如果您处理的是 UTF-8 编码的字符串，一个字符可能占用多个字节。例如，#"你好" 很可能会返回 6（每个字符 3 个字节），而不是 2。Lua 5.3+ 包含一个 utf8 库（utf8.len、utf8.sub 等），用于正确处理 UTF-8 编码的 Unicode 字符串。在处理国际文本时，请注意这种区别。

更多资源：官方的 Lua 参考手册详细介绍了所有字符串库函数和模式匹配（pattern matching）功能。