# Lua クイックリファレンス

*テーブル、関数、メタテーブル、コルーチン、モジュール、パターン*

> Source: Lua Reference Manual (lua.org/manual) · MIT

## 基本

### Hello World

```
print("Hello, Lua!")
```

### 変数と代入

```
local name = "Lua"      -- local variable
x = 10                  -- global (avoid)
local a, b = 1, 2      -- multiple assignment
a, b = b, a            -- swap values
```

### コメント

```
-- single line comment
--[[ multi-line
     comment ]]
```

### 演算子

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `+ - * / %` | 算術演算子 |
| `//` | 床除算（5.3+） |
| `^` | べき乗 |
| `..` | 文字列連結 |
| `#` | 長さ演算子 |
| `== ~=` | 等価 / 非等価 |
| `and or not` | 論理演算子 |

## 型

### データ型

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `nil` | 値の不在；falsy |
| `boolean` | true または false |
| `number` | 倍精度浮動小数点（5.3+ では整数も） |
| `string` | イミュータブルなバイト列 |
| `table` | 連想配列（唯一の複合型） |
| `function` | 第一級クロージャ |
| `userdata` | Lua のために C データをラップ |
| `thread` | コルーチンハンドル |

### 型チェック

```
print(type(42))        -- "number"
print(type("hi"))      -- "string"
print(type(nil))       -- "nil"
print(type({}))        -- "table"
```

## テーブル

### 配列スタイルのテーブル

```
local fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
print(fruits[1])          -- "apple" (1-indexed)
table.insert(fruits, "date")
table.remove(fruits, 2)   -- remove "banana"
print(#fruits)            -- length
```

### 辞書スタイルのテーブル

```
local user = {name = "Alice", age = 30}
user.email = "a@b.com"   -- add field
user["name"] = "Bob"     -- bracket access
user.age = nil           -- remove field
```

### テーブル関数

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `table.insert(t, v)` | 配列に値を追加 |
| `table.insert(t, i, v)` | 位置 i に挿入 |
| `table.remove(t, i)` | 位置 i の要素を削除 |
| `table.sort(t [,cmp])` | 配列をその場でソート |
| `table.concat(t, sep)` | 配列要素を文字列に結合 |
| `table.move(t,a,b,c)` | a..b の要素を位置 c に移動 |

## 関数

### 関数定義

```
local function add(a, b)
  return a + b
end
local mul = function(a, b) return a * b end
print(add(2, 3))  -- 5
```

### 可変長引数と複数の戻り値

```
local function sum(...)
  local s = 0
  for _, v in ipairs({...}) do s = s + v end
  return s
end
local function swap(a, b) return b, a end
local x, y = swap(1, 2)
```

### クロージャ

```
local function counter()
  local n = 0
  return function()
    n = n + 1; return n
  end
end
local c = counter()
print(c(), c())  -- 1  2
```

## 制御フロー

### 条件分岐

```
if x > 0 then
  print("positive")
elseif x == 0 then
  print("zero")
else
  print("negative")
end
```

### ループ

```
for i = 1, 10 do print(i) end
for i = 10, 1, -1 do print(i) end
for k, v in pairs(tbl) do print(k, v) end
for i, v in ipairs(arr) do print(i, v) end
```

### while と repeat

```
while x > 0 do x = x - 1 end
repeat
  x = x + 1
until x >= 10
```

## 文字列

### 文字列関数

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `string.len(s) / #s` | バイト単位の文字列長 |
| `string.sub(s, i, j)` | i から j までの部分文字列 |
| `string.upper(s)` | 大文字に変換 |
| `string.lower(s)` | 小文字に変換 |
| `string.rep(s, n)` | 文字列を n 回繰り返す |
| `string.reverse(s)` | 文字列を逆順にする |
| `string.format(fmt, ...)` | printf スタイルの書式化 |
| `string.find(s, pat)` | パターンを検索し、インデックスを返す |
| `string.gsub(s, pat, rep)` | グローバル置換 |
| `string.gmatch(s, pat)` | パターンマッチのイテレーター |

### パターン文字

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `.` | 任意の文字 |
| `%a / %A` | 文字 / 非文字 |
| `%d / %D` | 数字 / 非数字 |
| `%w / %W` | 英数字 / 非英数字 |
| `%s / %S` | 空白 / 非空白 |
| `%p` | 句読点 |
| `* + - ?` | 貪欲、貪欲、怠惰、オプション |

## メタテーブル

### メタテーブルの設定

```
local mt = {}
mt.__add = function(a, b)
  return {val = a.val + b.val}
end
local a = setmetatable({val=1}, mt)
local b = setmetatable({val=2}, mt)
local c = a + b  -- c.val == 3
```

### よく使うメタメソッド

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `__index` | 存在しないキーの検索（テーブルまたは関数） |
| `__newindex` | 新しいキーへの代入を横取り |
| `__add / __sub / __mul` | 算術演算子 |
| `__eq / __lt / __le` | 比較演算子 |
| `__tostring` | カスタム文字列表現 |
| `__len` | カスタム # 演算子 |
| `__call` | テーブルを関数として呼び出す |
| `__concat` | カスタム .. 演算子 |

### メタテーブルを使った OOP

```
local Dog = {}; Dog.__index = Dog
function Dog.new(name)
  return setmetatable({name=name}, Dog)
end
function Dog:bark() print(self.name.." says Woof") end
local d = Dog.new("Rex"); d:bark()
```

## コルーチン

### コルーチンのライフサイクル

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `coroutine.create(f)` | 関数からコルーチンを作成 |
| `coroutine.resume(co, ...)` | コルーチンを開始または再開 |
| `coroutine.yield(...)` | 実行を一時停止し値を返す |
| `coroutine.status(co)` | "running"、"suspended"、"dead" |
| `coroutine.wrap(f)` | 呼び出し可能なコルーチンラッパーを作成 |

### コルーチンの例

```
local function gen(max)
  for i = 1, max do coroutine.yield(i) end
end
local co = coroutine.wrap(gen)
print(co(5))  -- 1
print(co())   -- 2
```

## モジュール

### モジュールの作成

```
-- mylib.lua
local M = {}
function M.greet(name)
  return "Hello, " .. name
end
return M
```

### モジュールの使用

```
local mylib = require("mylib")
print(mylib.greet("World"))
```

### 標準ライブラリ

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `math` | 数学関数（sin、random、huge など） |
| `string` | 文字列操作とパターン |
| `table` | テーブル操作（insert、sort など） |
| `io` | ファイル I/O 操作 |
| `os` | OS 機能（time、clock、execute） |
| `debug` | デバッグインターフェース（慎重に使用） |

## よく使うパターン

### 三項演算子のイディオム

```
-- Lua has no ternary; use and/or idiom
local val = condition and "yes" or "no"
-- Caution: fails if "yes" is false/nil
```

### 安全なテーブルアクセス

```
local function get(t, ...)
  for _, k in ipairs({...}) do
    if type(t) ~= "table" then return nil end
    t = t[k]
  end
  return t
end
get(config, "db", "host")  -- safe nested access
```

### ipairs と pairs の使い分け

```
-- ipairs: array part, stops at first nil
for i, v in ipairs(arr) do print(i, v) end
-- pairs: all keys (unordered)
for k, v in pairs(tbl) do print(k, v) end
```