Luaプログラミング入門

tostring関数

Thu, 18 Sep 2008 20:19:25 +0900

定義

tostring (e)

tostring関数はeを文字列に変換する関数です．

hoge = 25
print("hoge :" .. hoge .. " type :" .. type( hoge ) )
piyo = tostring( hoge )
print("piyo :" .. piyo .. " type :" .. type(piyo) )

実行結果

hoge :25 type :number
piyo :25 type :string

数値から文字列に変換する際は，わざわざtostring関数を使用しなくても，空の文字列を追加するだけでよいです．

piyo = hoge .. ""

tonumber関数

Thu, 18 Sep 2008 20:17:48 +0900

定義

tonumber (e [, base])

tonumber関数は引数eを数値に変換する関数です．数値変換が可能な場合は数値を返し，そうでなければnilを返します．

また，baseを指定すると，eをbase進法の数値として変換します．省略すると，10が自動的に指定されます．

hoge = "25"
print("hoge :" .. hoge .. " type :" .. type( hoge ) )
piyo = tonumber( hoge )
print("piyo :" .. piyo .. " type :" .. type(piyo) )

実行結果

hoge :25 type :string
piyo :25 type :number

type関数

Thu, 18 Sep 2008 20:15:39 +0900

定義

type (v)

type関数は，データの型を返す関数です．

hoge = nil
print("hoge : " .. type(hoge))
hoge = 10
print("hoge : " .. type(hoge))
hoge = true
print("hoge : " .. type(hoge))
hoge = "Hello"
print("hoge : " .. type(hoge))

実行結果

hoge : nil
hoge : number
hoge : boolean
hoge : string

dofile関数

Thu, 18 Sep 2008 19:46:40 +0900

定義

dofile (filename)

dofile関数はfilenameで指定したファイルを実行する関数です．例えば以下のようにして使います．今回は二つのLuaファイル，test.luaとcall.luaにコードを記述しています．

-- call.lua
function testFunc()
        print ("Hello")
        return "World!"
end

-- test.lua
dofile("call.lua")

hoge = testFunc()
print( hoge )

実行結果

Hello
World!

dofileでcall.luaを読み込む事により，test.lua側で testFunc関数を利用することができます．

assert関数

Thu, 18 Sep 2008 19:23:30 +0900

定義

assert (v [, message])

assert関数はvが偽条件ならばエラーを発生させる関数です． messageにはエラーメッセージを渡します．エラーメッセージは省略可能です．

hoge = true
assert( hoge, "Error #1")
hoge = false
assert( hoge, "Error #2")

実行結果

lua51m.exe: test.lua:4: Error #2
stack traceback:
        [C]: in function 'assert'
        test.lua:4: in main chunk
        [C]: ?

基本ライブラリ

Thu, 18 Sep 2008 19:21:06 +0900

ここでは，基本ライブラリに用意されている関数の一部を紹介します．

標準ライブラリ

Thu, 18 Sep 2008 19:20:43 +0900

Luaには標準関数と呼ばれるものが存在します．これは，よく使われる処理があらかじめ関数として用意されています．例えばprint関数やio.read関数などが標準関数にあたります．

無名関数

Mon, 13 Apr 2009 16:28:54 +0900

名前無し関数を作成することも可能です．例えば次のようなコードを書くことができます．

function createSquare()
        return function(x)
                return x*x
        end
end

square = createSquare()
print("10 * 10 is " .. square(10) )

createSquare関数は戻り値にx*xを行う関数を返しています．

実行結果

10 * 10 is 100

関数中に関数を定義する

Thu, 18 Sep 2008 19:24:46 +0900

Luaでは関数内に関数を定義することも可能です．

function func(x)
        local function get()
                return x
        end
        
        local function add(value)
                x = x + value
        end
        return get, add
end

firstGetValue, firstAddValue = func(10)
secondGetValue, secondAddValue = func(30)

print("first value : " .. firstGetValue() )
print("second value : " .. secondGetValue() )

firstAddValue( 15 )
secondAddValue( 20 )

print("first value : " .. firstGetValue() )
print("second value : " .. secondGetValue() )

func関数はgetとadd関数を戻り値として返しています．ここでlocalという新しいキーワードが登場しました．このlocalについては有効範囲の章で詳しく説明します．簡単に説明しておきますと，localというキーワードを付けることでローカル変数（またはローカル関数）を作成することができます．要は，get関数もadd関数もfunc関数内からでしか呼び出せないということです．

実行結果

first value : 10
second value : 30
first value : 25
second value : 50

変数に関数を代入する

Thu, 18 Sep 2008 19:25:18 +0900

Luaの変数にはどんな値でも代入することができます．たとえ関数であろうとも代入が可能です．例えば次のようなことも可能です．

function sum(x, y)
        return x + y
end

function mul(x, y)
        return x * y
end

hoge = sum
print("hoge is " .. type(hoge) );
print("10 + 20 is " .. hoge(10, 20) )

hoge = mul
print("10 * 20 is " .. hoge(10, 20) )

type関数は現在の変数の型を調べるものでしたね． hogeにはsum関数やmul関数を代入しています．そして，hogeを使い関数にアクセスすることもできます． C言語をご存知の方は関数ポインタのようなことができると思ってください．

実行結果

hoge is function
10 + 20 is 30
10 * 20 is 200

何も返さない関数

Mon, 13 Apr 2009 16:30:01 +0900

戻り値のない関数，つまり何も返さない関数を作ることもできます．その場合returnを書かなければ良いのです．

function func()
        print("関数が呼び出されました")
end

func()

実行結果

関数が呼び出されました

また，明示的に戻り値が無いことを示すため，returnだけを書くこともできます．

function func()
        print("関数が呼び出されました")
        return
end

func()

上記の二つのコードは全く同じものです．

関数の戻り値

Thu, 18 Sep 2008 19:26:33 +0900

関数には戻り値と呼ばれるものが存在しています．前節のプログラムと図を見てください．

returnは値を関数を呼び出した側に返す命令です．よって，x + y の計算結果を呼び出し元に返しています．つまり，変数resultには計算結果が代入されます．

Luaは複数の値を戻り値として返すことができます．例えば，次のようなことができます．

function func()
        return 10, 20
end

hoge, piyo = func()

print(hoge, piyo)

実行結果

10      20

hogeには10が，piyoには20が代入されます．

では，次のようなコードを書いた場合どうなるでしょうか．

function func()
        return 10, 20
end

hoge = func()

print(hoge, piyo)

この場合，第2の戻り値である20は使われず消滅します．

実行結果

10      nil

また，次のようなコードを書いた場合はどうでしょうか．

function func()
        return 10
end

piyo = 20

hoge, piyo = func()

print(hoge, piyo)

第2の戻り値はありません．この場合，piyoにはnilが代入されます． piyoは20ではないので注意してください．

実行結果

10      nil

関数の作り方

Thu, 18 Sep 2008 19:27:27 +0900

では，関数を作ってみましょう．関数は次のように定義します．

書式

function 関数名( 引数 )
    処理
end

ここで，二つの値を引数として渡し，その和を求める関数を作ってみましょう．

function sum(x, y)
        return x + y
end

hoge = 10
piyo = 20

result = sum( hoge, piyo )
print( hoge .. " + " .. piyo .. " = " .. result )

実行結果

10 + 20 = 30

まずsum関数を使う前に，関数を定義しておかなければならない事に注意してください．関数には好きな名前をつけてください．ただし，すでに使われている関数名や変数名は使わないでください．例えば，printなどの名前をつけないでください．関数命名のルールは変数の場合と同じです．

C言語との違い

プロトタイプ宣言は無い

さて，関数を呼び出す際に sum( hoge, piyo ) としました．関数を呼び出す際には引数と呼ばれるものを渡します．この引数とはどういったものでしょうか．

下図を使ってその説明をします．

上図は引数の様子を示した図です．呼び出した側の引数を実引数といい，呼び出された側の引数を仮引数といいます．このとき，実引数の値が仮引数の値にコピーされます．つまり，

function func(x, y)
        x = 10
        y = 20
end

hoge = 12
piyo = 22
func( hoge, piyo )

print(hoge, piyo )

としても，x,y はhoge, piyoのコピーなので，中身をいくら書き換えても呼び出しもとのhoge, piyoには影響を及ぼしません.

引数に関して，もしかしたら何も受け取る必要が無い場合があるかもしれません．そういった場合は，引数の中は空にしておきます．

関数の戻り値に関しては次節で説明します．

関数について

Mon, 15 Sep 2008 21:56:44 +0900

Luaに限らず，多くのプログラミング言語に欠かせない概念の一つとして関数というものが存在します．実は今まで関数を何回も使っていました．例えばprintですが，これは関数です．io.readも関数です．関数とはいくつもの命令を集め１つの塊として定義したものです．同じ処理を何回も行いたい場合は，関数を１つ定義して呼び出すだけでよいです．

演習問題

Mon, 15 Sep 2008 21:43:06 +0900

問題1

キーボードから数字を受け取り,その絶対値を表示するプログラムを作成せよ. 絶対値とは数字0からの距離のことである．例えば，-7ならば0からの距離は7なので絶対値は7である．

足し算，引き算を行うプログラム

Mon, 15 Sep 2008 21:42:09 +0900

仕様

利用者の選択により足し算,引き算ができるプログラムを作成せよ．

print("1 : 足し算を行う")
print("2 : 引き算を行う")
io.write("番号を入力してください :")
select = io.read()

io.write("1番目の数 :")
hoge = io.read()
io.write("2番目の数 :")
piyo = io.read()

if( select == "1" ) then
        print( hoge .. " + " .. piyo .. " = " .. hoge + piyo )
elseif( select == "2" ) then
        print( hoge .. " - " .. piyo .. " = " .. hoge - piyo )
end

注意点が一つあります．それは，io.read関数で読み取ることができるのは文字です．よって，selectはString型となっています．なので，

if( select == 1 ) then

とはできません．

実行結果

1 : 足し算を行う
2 : 引き算を行う
番号を入力してください :1
1番目の数 :15
2番目の数 :10
15 + 10 = 25

実行結果

1 : 足し算を行う
2 : 引き算を行う
番号を入力してください :2
1番目の数 :15
2番目の数 :10
15 - 10 = 5

文字コード表を表示するプログラム

Mon, 15 Sep 2008 21:40:40 +0900

仕様

0～255までの文字コードを表示するプログラムを作成せよ． 10進法の値，16進法の値，文字を表示することとする．
0 0 
1 1 

（略)

65 41 A
66 42 B

（略）

for hoge = 0, 255 do
        print( string.format("%3d %3x %3c", hoge, hoge, hoge) )
end

九九表を作成するプログラム

Mon, 15 Sep 2008 21:39:12 +0900

仕様

九九を表示するプログラムを作成せよ．九九表は以下のように表示させる．

  1   2   3   4   5   6   7   8   9
  2   4   6   8  10  12  14  16  18
  3   6   9  12  15  18  21  24  27
  4   8  12  16  20  24  28  32  36
  5  10  15  20  25  30  35  40  45
  6  12  18  24  30  36  42  48  54
  7  14  21  28  35  42  49  56  63
  8  16  24  32  40  48  56  64  72
  9  18  27  36  45  54  63  72  81

for i = 1, 9 do
        for j = 1, 9 do
                io.write( string.format("%3d", i*j) )
        end
        io.write("\n")
end

io.write関数はprint関数と同じ機能を果たします．ただし，文章の最後に改行が自動付加されません．

string.formatの中に%3dというものを使いましたが，これは3文字分のスペースを確保して表示するという意味です.このようにすると綺麗に表示することができます． 5文字分のスペースを確保したい場合は,%5dとすればよいです．

Luaに存在しない制御文

Mon, 15 Sep 2008 05:16:17 +0900

多くのプログラミング言語には存在していても， Luaには存在していない制御文があります．

例えばswitch構文はLuaにはありません． switchはテーブルを使うことで表現できますが，ここではその方法は割愛します．

また，繰り返し処理中で使用するcontinue文も存在しません．

breakを使ったループの脱出

Thu, 18 Sep 2008 19:29:04 +0900

繰り返し処理を実行している間にbreak文を使うと，いつでもループから脱出することができます．例えば次のようなプログラムを書いたとします．

for i = 0, 10 do
        print( "iの値:" .. i )
        if ( i == 5 ) then
                break
        end
end
print("脱出")

実行結果

iの値:0
iの値:1
iの値:2
iの値:3
iの値:4
iの値:5
脱出

breakは必ずブロックの最後でしか使うことができません．ブロックの最後とは，具体的に以下のような場所です．

endの手前
repeat - until の untilの手前等

上記の場所以外ではbreakは定義できません．しかしデバッグ中に，例えば処理の途中でbreakしたい場合があるかもしれません．次のようなコードがあったとします．

for i = 0, 10 do
        print("なにか処理")
        --本当はここでbreakしたい
        print("別の処理")
end
print("脱出")

まあ，このようなコードを書くことは普段ないとは思いますが．

とにかく，途中でbreakしたい場合は，ブロックをforの途中に作ればよいのです．ブロックを作るには，do - endを使用します．

書式

do
    処理
end

よって，次のように書き直せば，処理の途中でbreakが行えます．

for i = 0, 10 do
        print("なにか処理")
        do
                break;
        end
        print("別の処理")
end
print("脱出")

実行結果

なにか処理
脱出