Lua编程基础：从零开始掌握Unity和UE必备技能

Lua编程基础：从零开始掌握Unity和UE必备技能

引用

CSDN

等

12

来源

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https://blog.csdn.net/makyocute/article/details/131133159

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https://blog.csdn.net/dl15600383645/article/details/131629666

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https://blog.csdn.net/qq_34697930/article/details/136914495

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https://blog.csdn.net/lxl2092828212/article/details/137552670

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https://zhuanlan.zhihu.com/p/651637069

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https://blog.csdn.net/u013842501/article/details/107746657

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https://www.w3cschool.cn/lua/lua-basic-syntax.html

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http://www.cengage.com.cn/center/bookdetail/id/724

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https://doc.yonyoucloud.com/doc/wiki/project/lua/basic-syntax.html

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https://www.showapi.com/news/article/670111594ddd79f11a5b636e

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https://developer.aliyun.com/article/174178

12.

https://my.oschina.net/emacs_8885147/blog/17506962

Lua是一种轻量级的脚本语言，广泛应用于游戏开发领域。无论是Unity还是Unreal Engine（UE），Lua都能帮助你实现功能扩展和热更新。通过学习Lua的基本语法、控制结构、函数和表，你可以轻松上手这些主流游戏引擎。无论你是初学者还是有一定经验的开发者，掌握Lua都将为你的项目带来更多的可能性。快来一起探索Lua的世界吧！

Lua是一种轻量级的脚本语言，由巴西里约热内卢天主教大学的计算机科学系于1993年开发。它具有以下特点：

1. 跨平台：Lua可以在多种操作系统上运行，包括Windows、Linux、macOS等。
2. 易于嵌入：Lua可以很容易地嵌入到C/C++程序中，实现脚本语言与宿主程序的交互。
3. 简洁：Lua的语法简洁明了，易于学习和使用。
4. 高效：Lua的执行效率很高，适合用于游戏开发等性能敏感的场景。

Lua在游戏开发中的应用场景包括：

1. 游戏逻辑编写：Lua可以作为一种脚本语言，用于游戏中的逻辑编写，例如定义游戏角色的行为、AI逻辑，处理游戏的战斗逻辑和流程控制等。
2. 配置数据管理：Lua也可以作为一种配置语言，用于管理游戏数据，例如定义游戏中的各种参数、表格、配置表等。
3. UI开发：Lua可以用于开发游戏界面，实现交互逻辑。
4. AI控制：Lua可以用于实现游戏中的AI逻辑，包括路径寻找、状态机等。

Lua的学习曲线非常平缓，让我们从基础开始，逐步掌握这门语言的核心要素。

1. 交互式编程与脚本式编程

Lua支持两种编程模式：交互式编程和脚本式编程。

• 交互式编程：通过命令行直接输入Lua代码并立即查看效果。你可以使用lua -i或lua命令启动Lua交互环境。

  $ lua -i
  $ Lua 5.3.0  Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio
  > print("Hello World！")
  Hello World！
  >
  

• 脚本式编程：将Lua代码保存到以.lua为后缀的文件中，然后通过Lua解释器执行。例如，将以下代码保存为hello.lua：

  print("Hello World！")
  print("www.w3cschool.cn")
  

  使用lua命令执行脚本：

  $ lua hello.lua
  Hello World！
  www.w3cschool.cn
  

2. 注释

Lua支持单行注释和多行注释：

• 单行注释：使用双减号--

  -- 这是一个单行注释
  

• 多行注释：使用--[[ ... ]]包裹

  --[[ 
  这是一个
  多行注释
  ]]
  

3. 标示符

Lua的标示符用于定义变量、函数等用户自定义项。标示符必须以字母（A-Z或a-z）或下划线_开头，后面可以跟任意数量的字母、下划线或数字（0-9）。注意，Lua是区分大小写的语言。

4. 关键词

Lua有一系列保留关键字，不能用作变量名或函数名：

• and, break, do, else, elseif, end, false, for, function, if, in, local, nil, not, or, repeat, return, then, true, until, while

5. 全局变量

在Lua中，变量默认是全局的。你不需要显式声明变量，直接赋值即可创建全局变量。访问未初始化的全局变量不会报错，而是返回nil。

print(b)      --> nil
b = 10
print(b)      --> 10

要删除一个全局变量，可以将其赋值为nil：

b = nil
print(b)      --> nil

6. 数据类型

Lua支持以下基本数据类型：

• nil：表示空值或无值
• boolean：布尔类型，值为true或false
• number：数值类型，支持整数和浮点数
• string：字符串类型
• table：表类型，Lua中唯一的复合数据类型
• function：函数类型
• userdata：用户数据类型，用于存储C语言中的数据结构
• thread：协程类型

7. 运算符

Lua支持常见的算术、关系和逻辑运算符：

• 算术运算符：+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（取余）、^（幂）
• 关系运算符：==（等于）、~=（不等于）、<（小于）、>（大于）、<=（小于等于）、>=（大于等于）
• 逻辑运算符：and（与）、or（或）、not（非）

8. 控制结构

Lua提供了常见的控制结构，包括条件语句和循环语句：

• if语句：

  if condition then
      -- 代码块
  elseif condition then
      -- 代码块
  else
      -- 代码块
  end
  

• while循环：

  while condition do
      -- 代码块
  end
  

• repeat循环：

  repeat
      -- 代码块
  until condition
  

• for循环：

  for i = 1, 10 do
      -- 代码块
  end
  

9. 函数

Lua中的函数定义使用function关键字：

function myFunction(param1, param2)
    -- 函数体
    return result
end

函数可以有多个返回值：

function myFunction()
    return 1, 2, 3
end

local a, b, c = myFunction()
print(a, b, c)  --> 1 2 3

10. 表（Table）

表是Lua中唯一的复合数据类型，类似于其他语言中的数组或字典。表可以存储任意类型的值，并且可以用整数或字符串作为键。

• 创建表：

  local myTable = {}
  local myTable = {key1 = value1, key2 = value2}
  

• 访问表元素：

  local value = myTable["key"]
  local value = myTable.key
  

• 表的常用操作：

  table.insert(myTable, value)  -- 在表末尾插入元素
  table.remove(myTable, index)  -- 删除指定索引的元素
  

Lua在Unity中的主要作用包括游戏逻辑编写和配置数据管理。通过LuaInterface库，可以实现Lua与C#的互相调用。

1. Lua调用C#

在Lua中调用C#代码的示例：

using LuaInterface;

public class TestClass {
  public int TestMethod(int a, int b) {
    return a + b;
  }
}

public class LuaTest {
  LuaState lua; // Lua状态机
  LuaFunction func; // Lua函数

  void Start() {
    lua = new LuaState();
    lua.DoString("require('test')"); // 加载Lua脚本
    func = lua.GetFunction("testFunc"); // 获取Lua函数
    int result = func.Call(1, 2)[0].Int; // 调用Lua函数
    print(result);
  }
}

2. C#调用Lua

在C#中调用Lua代码的示例：

using LuaInterface;

public class LuaTest {
  LuaState lua; // Lua状态机

  void Start() {
    lua = new LuaState();
    lua.DoFile("test.lua"); // 加载Lua脚本
    lua.DoString("testFunc(1, 2)"); // 调用Lua函数
  }

  void Update() {
    lua.CheckFunction("update"); // 检查是否存在update函数
    lua.Push(this); // 将class实例压入栈中
    lua.Push(Time.deltaTime); // 将时间增量压入栈中
    lua.Call(2, 0); // 调用update函数，传入2个参数，取回0个返回值
  }
}

3. 使用场景区分

• C#：主要用于游戏核心逻辑和性能敏感的模块，如游戏主循环、状态机、AI逻辑、射线检测、物理引擎等。
• Lua：主要用于游戏可配置化、可扩展性和部分业务逻辑实现，如UI布局与逻辑、游戏属性配置、敌人行为定义、任务系统与对话逻辑、MOD与插件开发等。

4. 完整示例：Lua对象池

Lua脚本（object_pool.lua）：

local objectPool = {}

-- 对象池中的对象
local objects = {}

-- 最大对象数量
local maxObjects = 10

-- 初始化对象池
function objectPool.init(max)
    maxObjects = max or maxObjects
end

-- 从对象池中获取一个对象
function objectPool.getObject()
    if #objects <= 0 then
        return nil
    else
        local obj = table.remove(objects)
        obj:SetActive(true)
        return obj
    end
end

-- 将一个对象放回对象池中
function objectPool.putObject(obj)
    obj:SetActive(false)
    if #objects >= maxObjects then
        GameObject.Destroy(obj)
    else
        table.insert(objects, obj)
    end
end

return objectPool

C#脚本：

using UnityEngine;
using LuaInterface;
using System.Collections;

public class ObjectPoolTest : MonoBehaviour {

    private LuaState lua;
    private LuaFunction getObjectFunc;
    private LuaFunction putObjectFunc;

    void Start() {
        lua = new LuaState();
        lua.DoFile("object_pool.lua");
        getObjectFunc = lua.GetFunction("getObject");
        putObjectFunc = lua.GetFunction("putObject");
    }

    void Update() {
        // 使用对象池获取对象
        GameObject obj = getObjectFunc.Call()[0].ObjectValue as GameObject;
        if (obj != null) {
            // 使用对象
            // ...
            // 将对象放回对象池
            putObjectFunc.Call(obj);
        }
    }
}

在Unreal Engine中使用Lua，主要通过UnLua插件实现。UnLua提供了蓝图绑定功能，可以在Lua中进行逻辑开发，并利用Lua的热更新特性，快速迭代开发表层逻辑。

1. UnLua环境搭建

1. 下载UnLua插件包
2. 将插件目录下的Plugin文件夹拷贝到UE项目根目录下
3. 如果是蓝图工程，需要先在工程中新建C++类，再拷贝Plugin，否则无法编译
4. 打开VS进行编译
5. 编译时如果出现"error C4309: “static_cast”: 截断常量值"错误，需要在报错行将0xEF修改为0xEFu
6. 编译成功后，打开UE编辑器

2. UnLua使用示例

创建一个控件蓝图UMG_Login，然后进行蓝图绑定：

1. 点击UE编辑器上方菜单的UnLua，选择绑定，并编译蓝图
2. 打开蓝图图表，左侧Interface处双击进入Get Module Name
3. 在函数返回值中添加Lua文件的名称，命名规则为文件夹.文件名_C，例如UMG_Login_C
4. 编译、保存
5. 点击UnLua插件，创建Lua模板

Lua文件示例：

local M = {}

local PrintString = UE.UKismetSystemLibrary.PrintString

function M.Print(text, color, duration)
    color = color or UE.FLinearColor(1, 0, 1)
    duration = duration or 500
    PrintString(nil, text, true, false, color, duration)
end

return M

在关卡蓝图中加载UMG：

function M:ReceiveBeginPlay()
    local Widget = UE.UWidgetBlueprintLibrary.Create(self, UE.UClass.Load("/Game/UI/UMG_Login.UMG_Login_C"))
    if Widget then
        Widget:AddToViewport()
    end
end

注意：在UnLua的git仓库中提供的加载方式中，路径写法可能需要调整。例如，将官方的路径写法改为"/Game/UI/UMG_Login.UMG_Login_C"。

Lua在游戏开发中的最佳实践包括：

1. 脚本语言的使用：Lua作为脚本语言，可以实现游戏逻辑的快速迭代和热更新。
2. Lua与C/C++的整合：通过LuaGlue函数实现Lua与C/C++的交互，可以将性能敏感的模块用C/C++实现，而将逻辑控制部分用Lua实现。
3. 游戏数据处理：Lua适合处理游戏中的配置数据，如角色属性、物品信息等。
4. GUI开发：Lua可以用于开发游戏界面，实现交互逻辑。
5. 游戏编程：Lua可以实现游戏主循环、事件处理等核心逻辑。
6. AI控制：Lua适合实现游戏中的AI逻辑，包括路径寻找、状态机等。

通过合理使用Lua，可以实现游戏开发的模块化和可维护性，同时提高开发效率。

Lua作为一门轻量级的脚本语言，在游戏开发领域展现出了强大的生命力。它不仅能够帮助开发者实现游戏逻辑的快速迭代，还能通过热更新机制，让游戏在不重启的情况下完成逻辑更新。Lua与C/C++的完美结合，使得它在保持高性能的同时，又能享受到脚本语言带来的便利。

随着游戏开发技术的不断发展，Lua在游戏开发中的应用场景将会越来越广泛。无论是独立游戏开发者，还是大型游戏工作室，Lua都将成为游戏开发中不可或缺的工具之一。掌握Lua编程技能，将为你的游戏开发之路开启新的篇章。