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常用类库
Lua语言自带了一组基础函数和工具库，它们为Lua编程提供了丰富的功能和便利的操作接口。以下是Lua语言自带的常用函数库，其中包括了字符串处理、表操作、数学计算、文件I/O、操作系统交互等多个方面。
字符串处理库（string）
提供了一系列用于处理字符串的函数，如查找、替换、格式化等。
| 函数 | 功能 |
|---|---|
| string.len(s) | 返回字符串s的长度 |
| string.rep(s, n) | 将字符串s重复n次并返回结果字符串 |
| string.lower(s) | 将字符串s中的所有字符转换为小写并返回 |
| string.upper(s) | 将字符串s中的所有字符转换为大写并返回 |
| string.sub(s, i, [j]) | 截取字符串s中从索引i到索引j（包含i和j）之间的子串。索引从1开始，可以为负数，其中-1表示最后一个字符 |
| string.char(...) | 将一系列符合ASCII值的整数转化为相对应的字符 |
| string.byte(s, [i, [j]]) | 将字符串s中索引i到索引j（包含i和j）之间的字符转换为对应的ASCII值如果只提供一个索引，则返回该索引处字符的ASCII值 |
| string.format(formatstring, ...) | 用于格式化字符串。formatstring指定格式，后续参数按照该格式进行格式化 |
| string.find(s, p, [init, [plain]]) | 在 s 字符串中从索引init开始匹配p（模式）字符串若匹配成功，则返回 p 字符串在 s 字符串中出现的开始位置和结束位置 若匹配失败，则返回 nil 如果 plain为true，则p被视为普通字符串而非模式 |
| string.match(s, p, [init]) | 在 s 字符串中从索引init开始匹配p（模式）字符串若匹配成功，则返回目标字符串中与模式匹配的子串；否则返回 nil |
| string.gsub(s, p, r, [n]) | 在 s 字符串中匹配p（模式）字符串，并用r替换n参数指定了最多替换的次数，默认为全部替换返回替换后的字符串和替换次数 |
| string.gmatch(s, p) | 返回一个迭代器，该迭代器遍历字符串s中所有符合p（模式）的子串 |
使用示例
lua
----string.len(s)
print(string.len("Hello")) --输出：5
----string.rep(s, n)
print(string.rep("abc", 3)) --输出：abcabcabc
----string.lower(s)
print(string.lower("Hello World")) --输出：hello world
----string.upper(s)
print(string.upper("Hello World")) --输出：HELLO WORLD
----string.sub(s, i, [j])
print(string.sub("Hello", 2, 4)) --输出：ell
----string.char(...)
print(string.char(97, 98, 99)) --输出：abc
----string.format(formatstring, ...)
print(string.format("%d %s", 123, "Hello")) --输出：123 Hello
----string.find(s, p, [init, [plain]])
print(string.find("Hello World", "World")) --输出：7 11
----string.match(s, p, [init])
print(string.match("Hello World", "World")) --输出：World
----string.gsub(s, p, r, [n])
print(string.gsub("Hello World", "World", "Lua")) --输出：Hello Lua 1
----string.gmatch(s, p)
s = "hello world from Lua"
--匹配最长连续且只含字母的字符串
for w in string.gmatch(s, "%a+") do
print(w)
end
--[[
输出：
hello
world
from
Lua
--]]----string.len(s)
print(string.len("Hello")) --输出：5
----string.rep(s, n)
print(string.rep("abc", 3)) --输出：abcabcabc
----string.lower(s)
print(string.lower("Hello World")) --输出：hello world
----string.upper(s)
print(string.upper("Hello World")) --输出：HELLO WORLD
----string.sub(s, i, [j])
print(string.sub("Hello", 2, 4)) --输出：ell
----string.char(...)
print(string.char(97, 98, 99)) --输出：abc
----string.format(formatstring, ...)
print(string.format("%d %s", 123, "Hello")) --输出：123 Hello
----string.find(s, p, [init, [plain]])
print(string.find("Hello World", "World")) --输出：7 11
----string.match(s, p, [init])
print(string.match("Hello World", "World")) --输出：World
----string.gsub(s, p, r, [n])
print(string.gsub("Hello World", "World", "Lua")) --输出：Hello Lua 1
----string.gmatch(s, p)
s = "hello world from Lua"
--匹配最长连续且只含字母的字符串
for w in string.gmatch(s, "%a+") do
print(w)
end
--[[
输出：
hello
world
from
Lua
--]]表处理库（table）
提供了一系列用于操作Lua表的函数，如表的插入、删除、排序等。
| 函数 | 功能 |
|---|---|
| table.insert(table, [pos,] value) | 在表table的指定位置pos（默认为表的末尾）插入一个元素value |
| table.remove(table, [pos]) | 从表table中移除指定位置pos（默认为表的末尾）的元素，并返回该元素 |
| table.concat(table, [sep[, start[, end]]]) | 连接表table的数组部分，生成一个以sep分隔字符串sep默认为空字符串start默认为1end默认为table的长度 |
| table.sort(table, [comp]) | 对表table的数组部分进行排序comp为自定义排序规则的比较函数，不提供则按升序排序 |
使用示例
lua
----table.insert(table, [pos,] value)
t = {1, 2, 3}
table.insert(t, 2, 4) -- 结果：t = {1, 4, 2, 3}
table.insert(t, "a") -- 默认插入到末尾，结果：t = {1, 4, 2, 3, "a"}
----table.remove(table, [pos])
t = {1, 2, 3, 4}
table.remove(t, 2) -- 移除位置2的元素，返回2，结果：t = {1, 3, 4}
table.remove(t) -- 移除最后一个元素，返回4，结果：t = {1, 3}
----table.concat(table, [sep[, start[, end]]])
t = {"Lua", "C++", "Python"}
print(table.concat(t, ", ")) -- 输出：Lua, C++, Python
print(table.concat(t, ", ", 2, 3)) -- 输出：C++, Python
----table.sort(table, [comp])
t = {4, 1, 3, 5, 2}
table.sort(t) -- 按升序排序，结果：t = {1, 2, 3, 4, 5}
table.sort(t, function(a, b) return a > b end) -- 按降序排序----table.insert(table, [pos,] value)
t = {1, 2, 3}
table.insert(t, 2, 4) -- 结果：t = {1, 4, 2, 3}
table.insert(t, "a") -- 默认插入到末尾，结果：t = {1, 4, 2, 3, "a"}
----table.remove(table, [pos])
t = {1, 2, 3, 4}
table.remove(t, 2) -- 移除位置2的元素，返回2，结果：t = {1, 3, 4}
table.remove(t) -- 移除最后一个元素，返回4，结果：t = {1, 3}
----table.concat(table, [sep[, start[, end]]])
t = {"Lua", "C++", "Python"}
print(table.concat(t, ", ")) -- 输出：Lua, C++, Python
print(table.concat(t, ", ", 2, 3)) -- 输出：C++, Python
----table.sort(table, [comp])
t = {4, 1, 3, 5, 2}
table.sort(t) -- 按升序排序，结果：t = {1, 2, 3, 4, 5}
table.sort(t, function(a, b) return a > b end) -- 按降序排序数学库（math）
提供了一系列数学函数，如三角函数、指数函数、对数函数等。
| 函数 | 功能 |
|---|---|
| math.abs(x) | 返回x的绝对值 |
| math.ceil(x) | 返回最小且不小于x的整数 |
| math.floor(x) | 返回最大且不大于x的整数 |
| math.max(x, ...) | 返回参数中值最大的那个数，参数必须是number型 |
| math.min(x, ...) | 返回参数中值最小的那个数，参数必须是number型 |
| math.fmod(x, y) | 返回 x对y取余数 |
| math.pow(x, y) | 返回x的y次方 |
| math.sqrt(x) | 返回x的算术平方根 |
| math.exp(x) | 返回自然数e的x次方 |
| math.pi | 圆周率 |
| math.sin(x) | 求弧度x的正弦值 |
| math.cos(x) | 求弧度x的余弦值 |
| math.tan(x) | 求弧度x的正切值 |
| math.asin(x) | 求x的反正弦值 |
| math.acos(x) | 求x的反余弦值 |
| math.atan(x) | 求x的反正切值 |
| math.random ([m [, n]]) | 不传入参数时，返回 一个在区间[0,1)内均匀分布的伪随机实数；只使用一个整数参数m时，返回一个在区间[1, m]内均匀分布的伪随机整数；使用两个整数参数时，返回一个在区间[m, n]内均匀分布的伪随机整数 |
| math.randomseed (x) | 为伪随机数生成器设置一个种子x，相同的种子将会生成相同的数字序列 |
使用示例
lua
print(math.abs(-5)) -- 输出: 5
print(math.ceil(3.4)) -- 输出: 4
print(math.ceil(-3.2)) -- 输出: -3
print(math.ceil(3.4)) -- 输出: 4
print(math.ceil(-3.2)) -- 输出: -3
print(math.max(2.71, 100, -98, 23)) -- 输出: 100
print(math.min(2.71, 100, -98, 23)) -- 输出: -98
print(math.fmod(10.1, 3)) --输出: 1.1
print(math.pow(2, 3)) --输出: 8.0
print(math.sqrt(25)) --输出: 5.0
print(math.exp(1)) --输出: 2.718281828459
print(math.pi) --输出: 3.1415926535898
-- 使用math.rad将角度转换为弧度
print(math.sin(math.rad(30))) --输出: 0.5
print(math.cos(math.rad(30))) --输出: 0.86602540378444
print(math.tan(math.rad(30))) --输出: 0.57735026918963
print(math.acos(math.cos(math.rad(30)))) --输出: 0.5235987755983
print(math.asin(math.sin(math.rad(30)))) --输出: 0.5235987755983
print(math.atan(math.tan(math.rad(30)))) --输出: 0.5235987755983
math.randomseed(os.time()) -- 设置随机种子
print(math.random()) -- 输出一个[0,1)内的浮点数
print(math.random(10)) -- 输出1到10之间的一个整数
print(math.random(3, 5)) -- 输出3到5之间的一个整数print(math.abs(-5)) -- 输出: 5
print(math.ceil(3.4)) -- 输出: 4
print(math.ceil(-3.2)) -- 输出: -3
print(math.ceil(3.4)) -- 输出: 4
print(math.ceil(-3.2)) -- 输出: -3
print(math.max(2.71, 100, -98, 23)) -- 输出: 100
print(math.min(2.71, 100, -98, 23)) -- 输出: -98
print(math.fmod(10.1, 3)) --输出: 1.1
print(math.pow(2, 3)) --输出: 8.0
print(math.sqrt(25)) --输出: 5.0
print(math.exp(1)) --输出: 2.718281828459
print(math.pi) --输出: 3.1415926535898
-- 使用math.rad将角度转换为弧度
print(math.sin(math.rad(30))) --输出: 0.5
print(math.cos(math.rad(30))) --输出: 0.86602540378444
print(math.tan(math.rad(30))) --输出: 0.57735026918963
print(math.acos(math.cos(math.rad(30)))) --输出: 0.5235987755983
print(math.asin(math.sin(math.rad(30)))) --输出: 0.5235987755983
print(math.atan(math.tan(math.rad(30)))) --输出: 0.5235987755983
math.randomseed(os.time()) -- 设置随机种子
print(math.random()) -- 输出一个[0,1)内的浮点数
print(math.random(10)) -- 输出1到10之间的一个整数
print(math.random(3, 5)) -- 输出3到5之间的一个整数I/O库（io）
提供了一系列用于文件输入输出的函数。
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| io.open(filename [, mode]) | 打开指定文件，并返回文件对象 |
| io.close(file) | 关闭文件对象 |
| io.read(file [, format]) | 读取文件中的数据，并返回 |
| io.write(file, ...) | 向文件中写入数据 |
操作系统库（os）
提供了一系列与操作系统交互的函数，如获取当前时间、执行系统命令等。
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| os.time([table]) | 返回指定时间的时间戳，可选参数table指定时间 |
| os.difftime(t2, t1) | 返回时间戳t2减去t1的时间差，单位为秒 |
| os.execute(command) | 在操作系统中执行指定的命令 |
| os.remove(filename) | 删除指定文件 |
| os.rename(oldname, newname) | 将指定文件重命名为新名称 |