字符串处理

5.1 字符串声明方式

Lua 支持三种声明字符串的方式：

单引号与双引号

两种方式完全等价，可以互相嵌套：

s1 = "双引号字符串"
s2 = '单引号字符串'
s3 = "她说：'你好'"
s4 = '他说："世界"'

长括号 `[[ ]]`

长括号用于声明多行字符串，无需转义：

local html = [[
<html>
  <body>
    <p>Hello Lua</p>
  </body>
</html>
]]

-- 如果字符串内有 ]] 需要转义，使用 [=[ ]=]
local code = [=[
  local x = 10
  local y = 20
  print("x + y = " .. x + y)
  -- 这里可以安全地使用 ]] 符号
]=]

print(code)

5.2 转义字符

转义	含义
`\n`	换行
`\t`	制表符
`\\`	反斜杠
`\"`	双引号
`\'`	单引号
`\r`	回车
`\b`	退格
`\a`	响铃
`\xNN`	十六进制字节（例：`\x41` 为 ‘A’）
`\NNN`	十进制字节

print("第一行\n第二行")
-- 输出：
-- 第一行
-- 第二行

print("路径：C:\\Users\\Lua")
-- 路径：C:\Users\Lua

print("制表符：\t缩进")
-- 制表符：    缩进

print("\x48\x65\x6C\x6C\x6F")  --> Hello（十六进制）

5.3 字符串是不可变值

在 Lua 中，字符串是不可变的。任何修改操作都会创建新的字符串：

local s = "hello"
local t = s:upper()

print(s)                --> hello（原字符串不变）
print(t)                --> HELLO（新字符串）

-- 修改字符串意味着分配新内存
local a = "abc"
a = a .. "def"          -- 创建了 "abcdef"，"abc" 等待 GC

5.4 字符串库常用函数

Lua 的字符串库函数可以通过 string.func() 或面向对象风格 s:func() 调用。

获取长度

-- 方式一：长度运算符 #
print(#"hello")         --> 5

-- 方式二：string.len
print(string.len("hello"))  --> 5

大小写转换

local s = "Hello Lua"

print(string.lower(s))  --> hello lua
print(string.upper(s))  --> HELLO LUA

截取子串 `string.sub`

local s = "Hello Lua"

-- string.sub(s, start, end)
print(s:sub(1, 5))      --> Hello（索引从 1 开始）
print(s:sub(7, 9))      --> Lua
print(s:sub(-3))        --> Lua（负数从末尾数）
print(s:sub(7))         --> Lua（从 7 到末尾）
print(s:sub(1, -4))     --> Hello（从开头到倒数第 4）

-- 注意：end 参数是包含的（inclusive）

查找 `string.find`

local s = "Hello Lua World"

-- 简单查找（返回起始和结束位置）
local start, stop = s:find("Lua")
print(start, stop)      --> 7  9

-- 没找到返回 nil
print(s:find("Python")) --> nil

-- 从指定位置开始查找
print(s:find("o", 5))   --> 8（从第 5 个字符开始找 "o"）

-- 使用模式匹配
print(s:find("%u"))     --> 1（第一个大写字母位置）

匹配 `string.match`

local s = "今天是 2026-06-01"

-- 提取匹配的内容
local year = s:match("%d+")
print(year)             --> 2026

-- 使用捕获（capture）
local _, month, day = s:match("(%d+)-(%d+)-(%d+)")
print(month, day)       --> 06  01

全局匹配 `string.gmatch`

local s = "apple, banana, cherry"

-- 遍历所有匹配
for word in s:gmatch("%a+") do
  print(word)
end
-- 输出：
-- apple
-- banana
-- cherry

全局替换 `string.gsub`

local s = "hello world, hello lua"

-- 基本替换
local result, count = s:gsub("hello", "hi")
print(result)           --> hi world, hi lua
print(count)            --> 2（替换次数）

-- 限制替换次数
result = s:gsub("hello", "hi", 1)
print(result)           --> hi world, hello lua

-- 使用函数替换
result = s:gsub("%a+", function(word)
  return word:upper()
end)
print(result)           --> HELLO WORLD, HELLO LUA

其他实用函数

-- 重复字符串
print(string.rep("ab", 3))    --> ababab

-- 反转字符串
print(string.reverse("hello")) --> olleh

-- 格式化字符串
print(string.format("姓名：%s，年龄：%d，分数：%.1f", "张三", 25, 87.5))
--> 姓名：张三，年龄：25，分数：87.5

-- format 格式说明
-- %s   字符串
-- %d   整数
-- %f   浮点数（%.2f 保留两位小数）
-- %x   十六进制
-- %02d  至少两位，不足补零
print(string.format("%02d:%02d:%02d", 8, 5, 3))  --> 08:05:03

5.5 Lua 模式匹配

Lua 的模式匹配不是正则表达式（Regex），而是一个轻量级的替代方案，语法更简洁。

字符类

模式	匹配
`.`	任意字符
`%a`	字母
`%l`	小写字母
`%u`	大写字母
`%d`	数字
`%w`	字母和数字
`%s`	空白字符
`%p`	标点符号
`%c`	控制字符
`%x`	十六进制数字
`%z`	NULL 字符

大写字母字符类表示补集：

%D 匹配非数字
%U 匹配非大写字母

魔法字符

1	( ) . % + - * ? [ ] ^ $

这些字符有特殊含义，匹配字面量时需要加 % 转义：

-- 匹配点号
print(string.match("hello.world", "%."))  --> .

-- 匹配括号
print(string.match("func(arg)", "%("))    --> (

-- 字符集：匹配方括号内的任意一个字符
print(string.match("hello", "[aeiou]"))   --> e（第一个元音）
print(string.match("hello", "[^aeiou]"))  --> h（补集，第一个非元音）

数量修饰符

修饰符	含义
`+`	一个或多个（最长匹配）
`*`	零个或多个（最长匹配）
`-`	零个或多个（最短匹配）
`?`	零个或一个

-- + 匹配最长的连续序列
print(string.match("123abc456", "%d+"))    --> 123

-- * 匹配零个或多个
print(string.match("abc123", "%d*"))       --> ""（开头有零个数字）
print(string.match("123abc", "%d*"))       --> 123

-- - 最短匹配（和 * 区别在于尽可能短）
local s = "a---b---c"
print(s:match("%a.-%a"))                   --> a---b（最短）
print(s:match("%a.*%a"))                   --> a---b---c（最长）

-- ? 匹配零个或一个
print(string.match("color", "colou?r"))    --> color
print(string.match("colour", "colou?r"))   --> colour

边界与分支

-- ^ 匹配开头
print(string.match("hello world", "^hello"))  --> hello
print(string.match("say hello", "^hello"))    --> nil

-- $ 匹配结尾
print(string.match("hello world", "world$"))  --> world
print(string.match("hello world!", "world$")) --> nil

-- 分支 | 需要自己模拟
-- Lua 模式不支持 |，需要用字符集或多次匹配

捕获（Captures）

圆括号 () 用于捕获匹配的子串：

local s = "2026-06-01"

-- 一次捕获多个
local year, month, day = s:match("(%d+)-(%d+)-(%d+)")
print(year, month, day)    --> 2026  06  01

-- 嵌套捕获
local _, inner = string.match("{{content}}", "{(.+)})")
print(inner)               --> {content}

-- gsub 中使用捕获引用
local s = "name = John, age = 25"
local result = s:gsub("(%w+) = (%w+)", "%1:%2")
print(result)              --> name:John, age:25
-- %1 引用第一个捕获，%2 引用第二个捕获

常用模式示例

-- 验证邮箱（简单版）
local function is_email(s)
  return s:match("^[%w%.%%%+%-_]+@[%w%-_]+%.%w+$") ~= nil
end

-- 提取所有数字
local function extract_numbers(s)
  local nums = {}
  for num in s:gmatch("%d+") do
    table.insert(nums, tonumber(num))
  end
  return nums
end

-- 移除 HTML 标签
local function strip_html(s)
  return s:gsub("<[^>]+>", "")
end

-- 模板替换
local function template(tpl, params)
  return tpl:gsub("{(%w+)}", params)
end

local tpl = "您好，{name}，您的验证码是{code}"
local result = template(tpl, {name = "张三", code = "8848"})
print(result)  --> 您好，张三，您的验证码是8848

5.6 本章小结

字符串可用 ""、''、[[]] 声明
.. 连接字符串，字符串不可变
常用函数：sub、find、match、gmatch、gsub、format
模式匹配是轻量级正则的替代品
字符类 %d、%a、%w 等，大写为补集
修饰符 +、*、-、? 控制重复次数
捕获 () 提取匹配内容

练习题

使用 string.gsub 将字符串中的数字替换为 [数字]
从 "2026-06-01 14:30:00" 中提取年月日时分秒
实现一个函数检查字符串是否为回文（正反读一样）
使用模式匹配提取一段文本中所有以 # 开头的标签（如 #Lua、#编程）
用 string.format 格式化表格数据：

1
2
3

姓名      年龄      分数
张三      25       87.5
李四      30       92.0