Lua字符串处理 - 元素码农

发布时间: 2025-03-24 12:03

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# Lua字符串处理

本文将介绍Lua中字符串的基本操作和高级用法，帮助你掌握字符串处理的各种技巧。

## 字符串基础

### 1. 字符串声明

```lua
-- 使用单引号
local str1 = 'Hello'

-- 使用双引号
local str2 = "World"

-- 多行字符串
local str3 = [[
这是一个
多行字符串
]]

-- 带等号的多行字符串（用于避免内容中的[[
]]
）
local str4 = [==[
这是一个包含[[的字符串
]==]
```

### 2. 转义字符

```lua
-- 常用转义字符
local str = "第一行\n第二行\t缩进\"引号\\"
print(str)

-- 原始字符串（不处理转义）
local path = [[C:\Windows\System32]]
```

### 3. 字符串连接

```lua
-- 使用..运算符
local name = "Lua"
local version = "5.4"
local info = name .. " " .. version  -- "Lua 5.4"

-- 使用table.concat（更高效）
local parts = {"Hello", "World", "!"}
local message = table.concat(parts, " ")  -- "Hello World !"
```

## 字符串操作

### 1. 基本操作

```lua
-- 获取长度
local str = "Hello"
print(#str)  -- 5

-- 字符串索引（使用string.sub）
local first = string.sub(str, 1, 1)   -- "H"
local last = string.sub(str, -1)      -- "o"
local sub = string.sub(str, 2, 4)     -- "ell"
```

### 2. 大小写转换

```lua
-- 转换为大写
local upper = string.upper("hello")  -- "HELLO"

-- 转换为小写
local lower = string.lower("WORLD")  -- "world"
```

### 3. 查找和替换

```lua
-- 查找子串
local str = "Hello, World!"
local pos = string.find(str, "World")  -- 8

-- 替换子串
local new_str = string.gsub(str, "World", "Lua")  -- "Hello, Lua!"

-- 替换多个匹配
local text = "one two one three one"
local result, count = string.gsub(text, "one", "1")
print(result)  -- "1 two 1 three 1"
print(count)   -- 3
```

### 4. 字符串格式化

```lua
-- 基本格式化
local name = "张三"
local age = 25
local info = string.format("%s今年%d岁", name, age)

-- 常用格式说明符
print(string.format("%d", 42))        -- 整数
print(string.format("%.2f", 3.1415))  -- 浮点数
print(string.format("%x", 255))       -- 十六进制
print(string.format("%q", "引号"))    -- 带引号的字符串
```

## 模式匹配

Lua的模式匹配类似于正则表达式，但语法更简单：

### 1. 基本模式

```lua
-- 字符类
. -- 任意字符
%a -- 字母
%d -- 数字
%s -- 空白字符
%w -- 字母和数字
%l -- 小写字母
%u -- 大写字母
%p -- 标点符号

-- 修饰符
* -- 0或多次
+ -- 1或多次
- -- 0或多次（最小匹配）
? -- 0或1次
```

### 2. 模式匹配示例

```lua
-- 匹配邮箱
local email = "user@example.com"
local pattern = "%w+@%w+%.%w+"
print(string.match(email, pattern))  -- "user@example.com"

-- 提取数字
local text = "价格是123.45元"
local price = string.match(text, "%d+%.?%d*")
print(price)  -- "123.45"

-- 分割字符串
local data = "apple,banana,orange"
for item in string.gmatch(data, "[^,]+") do
    print(item)
end
```

### 3. 高级模式匹配

```lua
-- 捕获
local date = "2023-12-25"
local year, month, day = string.match(date, "(%d+)-(%d+)-(%d+)")

-- 平衡组
local function findMatching(str)
    local pattern = "%b()"
    return string.match(str, pattern)
end

print(findMatching("(hello (world))"))  -- "(hello (world))"
```

## Unicode支持

### 1. UTF-8编码

```lua
-- 使用utf8库
local utf8 = require("utf8")

-- 获取字符串长度（Unicode字符数）
local str = "你好，世界！"
print(utf8.len(str))  -- 6

-- 遍历Unicode字符
for pos, code in utf8.codes(str) do
    print(pos, code)
end
```

### 2. Unicode操作

```lua
-- 提取子串（按Unicode字符）
local str = "你好，世界！"
local start = utf8.offset(str, 1)  -- 第1个字符的起始位置
local finish = utf8.offset(str, 3) - 1  -- 第2个字符的结束位置
print(string.sub(str, start, finish))  -- "你好"

-- 验证UTF-8编码
local function isValidUTF8(str)
    return pcall(utf8.len, str)
end
```

## 常见问题解答

### Q1: 如何高效地处理大量字符串拼接？

使用`table.concat`而不是`..`运算符：

```lua
local parts = {}
for i = 1, 1000 do
    parts[i] = tostring(i)
end
local result = table.concat(parts, ", ")
```

### Q2: 如何处理中文字符串？

```lua
-- 使用UTF-8库
local utf8 = require("utf8")

local str = "中文字符串"
-- 获取正确的长度
print(utf8.len(str))  -- 5

-- 正确截取
local sub = string.sub(str, 1, utf8.offset(str, 3) - 1)  -- "中文"
```

### Q3: 如何转换字符串和其他类型？

```lua
-- 字符串转数字
local num = tonumber("42")      -- 42
local float = tonumber("3.14")  -- 3.14

-- 数字转字符串
local str1 = tostring(42)       -- "42"
local str2 = string.format("%d", 42)  -- "42"
```

## 下一步

现在你已经掌握了Lua的字符串处理，可以继续学习[函数定义与调用](/article/lua/advanced/functions)来了解如何组织和重用代码。

## 参考资源

- [Lua 5.4 参考手册 - 字符串库](http://www.lua.org/manual/5.4/manual.html#6.4)
- [Lua 字符串模式匹配](http://www.lua.org/manual/5.4/manual.html#6.4.1)
- [UTF-8 支持](http://www.lua.org/manual/5.4/manual.html#6.5)