что можно написать на lua
Как написать Lua скрипты и где они используются? Подробный обзор
Lua-скрипты пишутся на языке программирования Lua, что очень даже естественно. Lua — это интерпретируемый скриптовой язык родом из Бразилии. Год его рождения — 1993-й год. С тех пор он постоянно развивается и расширяет свои возможности. Lua — это язык свободного распространения. По своей функциональности он ближе к JavaScript, но по некоторым компетентным мнениям он более гибкий, чем JS.
Скрипты Lua
Скрипты Lua не имеют собственной функции, с которой бы начиналось их выполнение. Это просто список заданных инструкций, которы е выполняются по порядку, стартуя с первой.
Скрипты Луа могут быть:
Переменные в скриптах Lua
Есть 4 требования при наименовании переменных:
Все переменные, как и в любом другом языке, делятся на 2 основных типа и могут быть:
Какую типизацию данных воспринимают скрипты Луа
Сам по себе язык Lua воспринимает следующую типизацию данных:
Любая переменная готова использовать любой из перечисленных типов — это определяет динамическая типизация языка Lua.
Комментарии в скриптах Lua
Комментарии в скриптах Lua могут быть:
Где используются скрипты Lua
Скриптинг Lua не так распространен, как JavaScript, но все равно за долгие годы существования этого языка он нашел последователей и занял свое место. Скрипты Lua применяются в проектах из разных сфер, некоторые из них довольно известные. Например:
Заключение
Отметим несколько достоинств скриптов Луа:
Да, Lua не самый популярный язык программирования, но он однозначно достоин внимания.
Мы будем очень благодарны
если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.
Хочу всё знать. Язык Lua
Краткая справка
Lua бы придуман в 1993 году в Католическом университете Рио-де-Жанейро. Название переводится с португальского, как Луна, причем создатели убедительно просят не писать LUA, чтобы, не дай Бог, кто-нибудь не принял название за аббревиатуру. Является мультипарадигмальным скриптовым языком, использующим прототипную модель ООП.
По внешнему виду, да и возможностям Lua похож на очередную попытку переделать JavaScript, если бы не тот факт, что последний появился на два года позднее. Смотрите сами:
Начнем с традиционного:
function fact (n)
if n == 0 then
return 1
else
return n * fact(n-1)
end
end
Все предельно понятно. Кстати, в Lua поддерживается параллельное присваивание:
И в заключении довольно простой пример с использованием библиотек:
#include
#include
#include
#include
#include
int main (void) <
char buff[256];
int error;
lua_State *L = lua_open(); /* opens Lua */
luaopen_base(L); /* opens the basic library */
luaopen_table(L); /* opens the table library */
luaopen_io(L); /* opens the I/O library */
luaopen_string(L); /* opens the string lib. */
luaopen_math(L); /* opens the math lib. */
Преимущества и недостатки
Итак, чем же хорош Lua?
Во-первых, как уже было отмечено, своей компактностью, а вкупе с тем, что исходники написаны на С, вы получаете полное взаимодействие с одним из популярнейших языков на планете и широкий спектр доступных платформ.
Во-вторых, он быстрый. Если взглянуть на сравнительную характеристику с другими языками, то можно заметить, что хоть Lua и не укладывает на лопатки C или Python, но в некоторых тестах показывает отличные результаты.
В-третьих, он очень удобен для изучения даже не самыми опытными программистами. Наверняка даже те, кто просто знает английский язык, поняли минимум 80% описанного выше кода и без проблем смогут воспроизвести.
Любителей современных тенденций привлечет тот факт, что на Lua можно писать функциональный код.Да что там, если вы хотя бы пару недель уделите программированию на Lua, то наверняка найдёте ещё не один десяток плюсов.
Впрочем, не существует языков без недостатков, но у Lua они носят локальный характер. Так, например, язык по умолчанию не поддерживает Unicode, но это исправляется с использованием специальной ICU библиотеки. Или ограниченные возможности обработки ошибок и исключений, хотя многие сочтут это за благо. Или необходимость ставить оператор return исключительно последним в блоке, но опять-таки для многих это естественное правило хорошего кода.
Хотите стать веб-разработчиком? Тогда вам на наш курс обучения web-разработке!
Среды разработки
Полезные ссылки
Наш сегодняшний гость — настоящий боец скрытого фронта. Вы могли видеть его в играх (World of Warcraft, Angry Birds, X-Plane, S.T.A.L.K.E.R.) или продуктах компании Adobe (Lightroom), но даже не задумывались о его существовании. Между тем этому языку уже почти 25 лет и всё это время он незаметно делал нашу виртуальную жизнь чуть лучше.
Краткая справка
Lua бы придуман в 1993 году в Католическом университете Рио-де-Жанейро. Название переводится с португальского, как Луна, причем создатели убедительно просят не писать LUA, чтобы, не дай Бог, кто-нибудь не принял название за аббревиатуру. Является мультипарадигмальным скриптовым языком, использующим прототипную модель ООП.
По внешнему виду, да и возможностям Lua похож на очередную попытку переделать JavaScript, если бы не тот факт, что последний появился на два года позднее. Смотрите сами:
Начнем с традиционного:
function fact (n)
if n == 0 then
return 1
else
return n * fact(n-1)
end
end
Все предельно понятно. Кстати, в Lua поддерживается параллельное присваивание:
И в заключении довольно простой пример с использованием библиотек:
#include
#include
#include
#include
#include
int main (void) <
char buff[256];
int error;
lua_State *L = lua_open(); /* opens Lua */
luaopen_base(L); /* opens the basic library */
luaopen_table(L); /* opens the table library */
luaopen_io(L); /* opens the I/O library */
luaopen_string(L); /* opens the string lib. */
luaopen_math(L); /* opens the math lib. */
Преимущества и недостатки
Итак, чем же хорош Lua?
Во-первых, как уже было отмечено, своей компактностью, а вкупе с тем, что исходники написаны на С, вы получаете полное взаимодействие с одним из популярнейших языков на планете и широкий спектр доступных платформ.
Во-вторых, он быстрый. Если взглянуть на сравнительную характеристику с другими языками, то можно заметить, что хоть Lua и не укладывает на лопатки C или Python, но в некоторых тестах показывает отличные результаты.
В-третьих, он очень удобен для изучения даже не самыми опытными программистами. Наверняка даже те, кто просто знает английский язык, поняли минимум 80% описанного выше кода и без проблем смогут воспроизвести.
Любителей современных тенденций привлечет тот факт, что на Lua можно писать функциональный код.Да что там, если вы хотя бы пару недель уделите программированию на Lua, то наверняка найдёте ещё не один десяток плюсов.
Впрочем, не существует языков без недостатков, но у Lua они носят локальный характер. Так, например, язык по умолчанию не поддерживает Unicode, но это исправляется с использованием специальной ICU библиотеки. Или ограниченные возможности обработки ошибок и исключений, хотя многие сочтут это за благо. Или необходимость ставить оператор return исключительно последним в блоке, но опять-таки для многих это естественное правило хорошего кода.
Хотите стать веб-разработчиком? Тогда вам на наш курс обучения web-разработке!
Среды разработки
lua — практическое применение?
Луа, будучи, очень простым и компактным языком — легко встраиваться. Включаете пару десятков чистых сишных файлов в проект — и вуаля — у вас встроеный язык. Еще, настраиваемость — по большому счету, в плане библиотек, луа это скорее скелет языка, чем полноценный язык програмирования. Иногда при встраивание вообще выкидвают большую часть (или всю) «стандартную» библиотеку, заменяя ее специализированной под домейн, фактически создавая специализированный язык. Еще один плюс — компактность. Я как-то давно, проверял возможность запускать луа-интерпретатор в качестве отладочного модуля на встроенном чипе (я не говорю про смартфоны, а про «жесткий» embedded). Так вот, виртуальная машина луа (правда почти без библиотек и без интерпретатора, кормить ей надо было уже байткод) занимала 15кб (!) RISC кода. Оказалось, что вполне реально запустить было на том железе, хотя в конце эту идею зарубили как слишком сумашедшую («интепретатор в нашем RT?!»). Идем дальше, Луа можно использовать в качестве декларативного языка, но с «плюшкой» в виде динамичности и читаемости человеком, в отличии скажем от статических декларативных систем, например XML. Я как-то делал декларативную систему описания автоматических тестов на луа, получилось по-моему, неплохо. 🙂 А из более простых примеров такого применения — это файлы конфигурации. Простые файлы var=value легко распарсить вручную, на зато на луа можо сделать вот так:
width = 100
height = width*1.2
positions[0] =
Причем реализуется буквально в пару строчек со стороны хоста — инициализовать луа, запарсить и выполнить скрип, считать получившиеся глобальные переменные, все.
Вообщем давайте просуммируем: если нужен легко встраиваемый, компактный, настраиваемый и быстрый скриптовый язык, чтобы расширить функциональность вашей программе — луа отлично для это подходит. Но если нужный полноценный самостоятельный язык, c богатой библиотекой и возможность писать приложения от начала до конца, то лучше посмотреть в сторону «серьёзных» собратьев, скажем Пайтона (Perl, Ruby, whatever). Их, кстати, тоже можно встроить в качество скриптового языка, просто это далеко не всегда оправданно там, где можно ограничится луа.
ЗЫ: JavaScript в чем-то похож на луа тем, что он тоже почти никогда не используется как «самостоятельный» язык.
Странная мотивация. Игры Движки игр требуют быстроты — вот движки игр и пишут на C/C++/etc. Логика игр не требует быстроты, но требует чтоб её мог писать непрограммист — вот и Lua, который не обязательно быстрый.
Язык программирования Lua: возможности разработки для непрофессиональных программистов
Разработчиком этого языка является подразделение Tecgraf из Бразилии. Появился Lua в 1993 году. Авторами являются Роберту Иерузалимски, Вальдемар Селиш и Луиш Энрике ди Фигейреду. Язык имеет открытый код, то есть каждый желающий может внести свою лепту в его развитие. Важной особенностью создания этого языка является то, что он появился в Бразилии, стране, которая ни до этого ни после особенно не отличалась в плане разработки.
Прародителями Lua являются два языка разработки – SOL и DEL. Они также разработаны Tecgraf в период с 1992 по 1993 гг. Причем заказчиком выступала известная компания Petrobras. На сегодняшний день последней версией языка является 5.4.0. Обновление вышло летом 2020 года.
Как видно, Луа, наряду со многими современными языками программирования, имеет длительную историю. При этом, проводятся регулярные обновления, что говорит о том, что Lua пользуется популярностью в определенных кругах и имеет довольно серьезное сообщество.
Главная особенность Луа заключается в том, что он может использоваться как в качестве отдельного, так и встроенного скриптового языка. Уже в процессе создания разработчики поставили себе цель – сделать компактный и простой инструмент, который мог бы с легкостью работать в различных исполняющих средах и обеспечивать при этом должный уровень производительности.
Помимо этого, Луа разрабатывался с учетом того, чтобы в последующем могли легко выучить его синтаксис и понять особенности. Причем простота языка делает его интересным даже непрофессиональным разработчикам.
Lua относится к языкам программирования ООП. Благодаря встроенным средствам параллельного программирования, разработчики могут создавать многопоточные приложения без обращения к внешним библиотекам или API. При этом, в языке эффективно реализованы возможности межъязыкового взаимодействия.
Где применяется язык Lua? Несмотря на достаточно широкое применение в промышленности (не будем забывать, что язык изначально разрабатывался для нужд нефтяной компании Petrobras), более активно Луа сегодня используется при разработке компьютерных игр.
Связано это с тем, что Lua позволяет довольно легко запрограммировать поведение так называемых NPC (от англ. Non-playable characters). Также, с помощью этого языка программируются и другие персонажи, поведение которых можно впоследствии быстро менять, не оказывая влияния на движок.
Наиболее известным игровым продуктом, в котором применяется язык Lua является World of Warcraft. Здесь язык использовался при написании интерфейса. Также, Lua активно использовался и при создании других известных игровых шедевров, таких как Цивилизация 5, Crysis, Sim City, Far Cry, Stalker.
Помимо игрового применения, Луа также подходит для написания ботов для Телеграм, например. Также, Википедия планирует использовать данный язык разработки для встраивания в MediaWiki.
Наконец, применяется Lua и в обсерваториях, которые занимаются исследованиями космоса. Язык также используется различными университетами. А в самой Бразилии его применяют повсеместно. То есть он стал чем-то вроде государственного языка программирования.
Основы декларативного программирования на Lua
Луа (Lua) — мощный, быстрый, лёгкий, расширяемый и встраиваемый скриптовый язык программирования. Луа удобно использовать для написания бизнес-логики приложений.
Отдельные части логики приложения часто бывает удобно описывать в декларативном стиле. Декларативный стиль программирования отличается от более привычного многим императивного тем, что описывается, в первую очередь, каково нечто а не как именно оно создаётся. Написание кода в декларативном стиле часто позволяет скрыть лишние детали реализации.
Луа — мультипарадигменный язык программирования. Одна из сильных сторон Луа — хорошая поддержка декларативного стиля. В этой статье я кратко опишу базовые декларативные средства, предоставлямые языком Луа.
Пример
В качестве наивного примера возьмём код создания диалогового окна с текстовым сообщением и кнопкой в императивном стиле:
function build_message_box ( gui_builder )
local my_dialog = gui_builder:dialog ( )
my_dialog:set_title ( «Message Box» )
local my_label = gui_builder:label ( )
my_label:set_text ( «Hello, world!» )
local my_button = gui_builder:button ( )
В декларативном стиле этот код мог бы выглядеть так:
build_message_box = gui:dialog «Message Box»
Гораздо нагляднее. Но как сделать, чтобы это работало?
Основы
Чтобы разобраться в чём дело, нужно знать о некоторых особенностях языка Луа. Я поверхностно расскажу о самых важных для понимания данной статьи. Более подробную информацию можно получить по ссылкам ниже.
Динамическая типизация
Важно помнить, что Луа — язык с динамической типизацией. Это значит, что тип в языке связан не с переменной, а с её значением. Одна и та же переменная может принимать значения разных типов:
Таблицы
Таблицы (table) — основное средство композиции данных в Луа. Таблица — это и record и array и dictionary и set и object.
Для программирования на Луа очень важно хорошо знать этот тип данных. Я кратко остановлюсь лишь на самых важных для понимания деталях.
Создаются таблицы при помощи «конструктора таблиц» (table constructor) — пары фигурных скобок.
Создадим пустую таблицу t:
Запишем в таблицу t строку «one» по ключу 1 и число 1 по ключу «one»:
Содержимое таблицы можно указать при её создании:
Таблица в Луа может содержать ключи и значения всех типов (кроме nil). Но чаще всего в качестве ключей используются целые положительные числа (array) или строки (record / dictionary). Для работы с этими типами ключей язык предоставляет особые средства. Я остановлюсь только на синтаксисе.
Во-первых: при создании таблицы можно опускать положительные целочисленные ключи для идущих подряд элементов. При этом элементы получают ключи в том же порядке, в каком они указаны в конструкторе таблицы. Первый неявный ключ — всегда единица. Явно указанные ключи при выдаче неявных игнорируются.
Следующие две формы записи эквивалентны:
Во-вторых: При использовании строковых литералов в качестве ключей можно опускать кавычки и квадратные скобки, если литерал удовлетворяет ограничениям, налагаемым на луашные идентификаторы.
При создании таблицы следующие две формы записи эквивалентны:
Аналогично для индексации при записи…
Функции
Функции в Луа — значения первого класса. Это значит, что функцию можно использовать во всех случаях, что и, например, строку: присваивать переменной, хранить в таблице в качестве ключа или значения, передавать в качестве аргумента или возвращаемого значения другой функции.
Функции в Луа можно создавать динамически в любом месте кода. При этом внутри функции доступны не только её аргументы и глобальные переменные, но и локальные переменные из внешних областей видимости. Функции в Луа, на самом деле, это замыкания (closures).
function make_multiplier ( coeff )
return function ( value )
return value * coeff
local x5 = make_multiplier ( 5 )
Важно помнить, что «объявление функции» в Луа — на самом деле синтаксический сахар, скрывающий создание значения типа «функция» и присвоение его переменной.
Следующие два способа создания функции эквивалентны. Создаётся новая функция и присваивается глобальной переменной mul.
function mul ( lhs, rhs ) return lhs * rhs end
mul = function ( lhs, rhs ) return lhs * rhs end
Вызов функции без круглых скобок
В Луа можно не ставить круглые скобки при вызове функции с единственным аргументом, если этот аргумент — строковый литерал или конструктор таблицы. Это очень удобно при написании кода в декларативном стиле.
print ( «Shopping list:» )
for name, qty in pairs ( items ) do
Цепочки вызовов
Как я уже упоминал, функция в Луа может вернуть другую функцию (или даже саму себя). Возвращённую функцию можно вызвать сразу же:
chain_print ( 1 ) ( «alpha» ) ( 2 ) ( «beta» ) ( 3 ) ( «gamma» )
В примере выше можно опустить скобки вокруг строковых литералов:
chain_print ( 1 ) «alpha» ( 2 ) «beta» ( 3 ) «gamma»
Для наглядности приведу эквивалентный код без «выкрутасов»:
local tmp1 = chain_print ( 1 )
local tmp2 = tmp1 ( «alpha» )
local tmp3 = tmp2 ( 2 )
local tmp4 = tmp3 ( «beta» )
local tmp5 = tmp4 ( 3 )
Методы
Объекты в Луа — чаще всего реализуются при помощи таблиц.
За методами, обычно, скрываются значения-функции, получаемые индексированием таблицы по строковому ключу-идентификатору.
Луа предоставляет специальный синтаксический сахар для объявления и вызова методов — двоеточие. Двоеточие скрывает первый аргумент метода — self, сам объект.
Следующие три формы записи эквивалентны. Создаётся глобальная переменная myobj, в которую записывается таблица-объект с единственным методом foo.
function myobj:foo ( b )
function myobj.foo ( self, b )
myobj [ «foo» ] = function ( self, b )
print ( self [ «a_» ] + b )
Примечание: Как можно заметить, при вызове метода без использования двоеточия, myobj упоминается два раза. Следующие два примера, очевидно, не эквивалентны в случае, когда get_myobj() выполняется с побочными эффектами.
Чтобы код был эквивалентен варианту с двоеточием, нужна временная переменная:
local tmp = get_myobj ( )
При вызове методов через двоеточие также можно опускать круглые скобки, если методу передаётся единственный явный аргумент — строковый литерал или конструктор таблицы:
Реализация
Теперь мы знаем почти всё, что нужно для того, чтобы наш декларативный код заработал. Напомню как он выглядит:
build_message_box = gui:dialog «Message Box»
Что же там написано?
Приведу эквивалентную реализацию без декларативных «выкрутасов»:
local tmp_1 = gui : label ( «Hello, world!» )
local tmp_2 = gui : button ( «OK» )
local button = tmp_2 ( < >)
local tmp_3 = gui : dialog ( «Message Box» )
Интерфейс объекта gui
Как мы видим, всю работу выполняет объект gui — «конструктор» нашей функции build_message_box(). Теперь уже видны очертания его интерфейса.
Опишем их в псевдокоде:
Декларативный метод
В интерфейсе объекта gui чётко виден шаблон — метод, принимающий часть аргументов и возвращающий функцию, принимающую остальные аргументы и возвращающую окончательный результат.
Для простоты, будем считать, что мы надстраиваем декларативную модель поверх существующего API gui_builder, упомянутого в императивном примере в начале статьи. Напомню код примера:
function build_message_box ( gui_builder )
local my_dialog = gui_builder:dialog ( )
my_dialog:set_title ( «Message Box» )
local my_label = gui_builder:label ( )
my_label:set_text ( «Hello, world!» )
local my_button = gui_builder:button ( )
Попробуем представить себе, как мог бы выглядеть метод gui:dialog():
return function ( element_list )
return function ( gui_builder )
local my_dialog = gui_builder:dialog ( )
element_list [ i ] ( gui_builder )
Ситуация с [gui_element] прояснилась. Это — функция-конструктор, создающая соответствующий элемент диалога.
Функция build_message_box() создаёт диалог, вызывает функции-конструкторы для дочерних элементов, после чего добавляет эти элементы к диалогу. Функции-конструкторы для элементов диалога явно очень похожи по устройству на build_message_box(). Генерирующие их методы объекта gui тоже будут похожи.
Напрашивается как минимум такое обобщение:
function declarative_method ( method )
return function ( self, name )
return function ( data )
return method ( self, name, data )
Теперь gui:dialog() можно записать нагляднее:
gui.dialog = declarative_method ( function ( self, title, element_list )
return function ( gui_builder )
local my_dialog = gui_builder:dialog ( )
element_list [ i ] ( gui_builder )
Реализация методов gui:label() и gui:button() стала очевидна:
gui.label = declarative_method ( function ( self, text, parameters )
return function ( gui_builder )
local my_label = gui_builder:label ( )
if parameters.font_size then
gui.button = declarative_method ( function ( self, title, parameters )
return function ( gui_builder )
local my_button = gui_builder:button ( )
— Так сложилось, что у нашей кнопки нет параметров.
Что же у нас получилось?
Проблема улучшения читаемости нашего наивного императивного примера успешно решена.
В результате нашей работы мы, фактически, реализовали с помощью Луа собственный предметно-ориентированный декларативный язык описания «игрушечного» пользовательского интерфейса (DSL).
Благодаря особенностям Луа реализация получилась дешёвой и достаточно гибкой и мощной.
В реальной жизни всё, конечно, несколько сложнее. В зависимости от решаемой задачи нашему механизму могут потребоваться достаточно серьёзные доработки.
Например, если на нашем микро-языке будут писать пользователи, нам понадобится поместить выполняемый код в песочницу. Также, нужно будет серьёзно поработать над понятностью сообщений об ошибках.
Описанный механизм — не панацея, и применять его нужно с умом как и любой другой. Но, тем не менее, даже в таком простейшем виде, декларативный код может сильно повысить читаемость программы и облегчить жизнь программистам.
Полностью работающий пример можно посмотреть здесь.