Lua

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Lua
Lua-logo-nolabel.svg
Парадигма: мульти-парадигмова: скриптова, імперативна, функціональна, об'єктно-орієнтована, прототипна
Дата появи: 1993
Творці: Roberto Ierusalimschy
Waldemar Celes
Luiz Henrique de Figueiredo
Останній реліз: 5.3 (12 січня 2015; 197 днів тому)
Система типізації: динамічна, слаба, качина
Основні реалізації: Lua, LuaJIT, LLVM-Lua, LuaCLR, Nua, Lua Alchemy
Діалекти: Metalua
Під впливом від: Scheme, SNOBOL, Modula, CLU, C++
Вплинула на: Io, GameMonkey, Squirrel, Falcon, Dao, MiniD
ОС: Крос-платформовий
Ліцензія: Ліцензія MIT
Сторінка інтернет: www.lua.org

Lua ([лу́а], порт. місяць) — швидка і компактна скриптова мова програмування, розроблена підрозділом Tecgraf Католицького університету Ріо-де-Жанейро (Computer Graphics Technology Group of Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro in Brazil). Є вільно-поширюваною, з відкритим сирцевим кодом на мові Сі.

За можливостями, ідеологією і реалізацією, мова найближча до JavaScript, проте Lua відрізняється могутнішими і набагато гнучкішими конструкціями, спроектованими з метою «не плодити сутності понад необхідне». Хоча Lua не містить поняття класа і об'єкта в явному вигляді, механізми об'єктно-орієнтованого програмування з підтримкою прототипів (включаючи множинне успадкування) легко реалізуються з використанням метатаблиць, які також дозволяють перевантаження операцій, тощо. Реалізована модель ООП (як і в JavaScript) — прототипна.

Lua отримала велике поширення в ролі вбудованої в інші проекти мови сценаріїв (наприклад, для визначення конфігурації або для написання розширень). Lua комбінує простий процедурний синтаксис з потужними можливостями опису даних через використання асоціативних масивів і розширюваної семантики мови. У Lua використовується динамічна типізація, мовні конструкції перетворюються в байт-код, який виконується поверх регістрової віртуальної машини з автоматичним збирачем сміття. Сам інтерпретатор оформлений у вигляді бібліотеки, легко інтегрованої в проекти на мовах Сі та Сі++. Код інтерпретатора Lua написаний на мові Сі і розповсюджується під ліцензією MIT.

Історія[ред.ред. код]

Створення мови почалося в 1993. Команда розробників з католицького університету Ріо-де-Жанейро невелика — Роберто Єрусалимський (Roberto Ierusalimschy), Вольдемар Целес (Waldemar Celes) і Луіс Енріке (Luiz Henrique). Спочатку мова замислювалася як описова — для зручності формування великих масивів даних при рішенні завдань обчислювального експерименту і машинного моделювання. Але відтоді мова зазнала значних змін і низку серйозних архітектурних модифікацій. Сьогоднішня популярність Lua така, що Microsoft виділила розробникам грант на створення .NET-версії мови. У багатьох іграх Lua використовується як «скриптовий рушій» завдяки унікальному поєднанню швидкодії, легкості вбудовування в програми і підтримці «розширюваної семантики».

Реалізація[ред.ред. код]

Як і багато інтерпретованих мов програмування, реалізація Lua має окремо компілятор з сирцевого коду у виконуваний байт-код і віртуальну машину для виконання згенерованого байт-коду. Причому байт-код — це не команди стекової машини, а команди якогось віртуального процесора з кількома регістрами, що підвищує ефективність виконання. У стандартній віртуальній машині Lua використовується розподіл пам'яті із прибиранням сміття (аналогічно Java або .NET).

Для завдань, критичних за часом, є JIT компілятор Lua LuaJIT.

Lua використовує єдиний рядковий пул, що дозволяє зменшити витрати пам'яті на зберігання рядків.

Приклади коду[ред.ред. код]

Класичну програму Вітаю, світе! можна написати так:

 print("Вітаю, світе!")

Цикл з лічильником та кроком в одиницю :

for i = 1 , 10 do
   print( i )
end

В результаті будуть виведені числа від 1 до 10.

Для зміни кроку в циклі, треба вказати крок третім параметром :

for i = 1 , 10 , 2  do      --  тепер крок циклу дорівнює 2
    print( i )
end

В результаті будуть виведені числа від 1, 3, 5, 7 , 9.

Підрахунок факторіалу дає приклад використання Рекурсивних функцій:

function factorial(n)
  if n == 0 then
    return 1                           -- Коментар в Lua починається з подвійного дефісу
  else
    return n * factorial(n - 1)        -- і закінчується на кінці рядка
  end
end 

function factorial2(n) -- коротший еквівалент написаного вище
  return n==0 and 1 or n*factorial2(n - 1)
end
 
print([[multiple
 lines]])                           -- [[кількарядковий вираз чи коментар треба
 поміщати в подвійні квадратні дужки]]

Типи даних[ред.ред. код]

В Lua є вісім типів даних: nil (невизначені значення), boolean (логічні значення), number (числа), string (рядки), table (таблиці), function (функції), thread (потоки) та userdata. Дізнатись тип змінної можна за допомогою функції type().

nil[ред.ред. код]

nil — це порожнє значення. Його головні властивості — відрізнятись від будь-якого значення та вказувати на відсутність значення, придатного для якого-небудь використання. Також nil може бути використаним як логічне значення, в такому разі він позначатиме неправду.

Логічні значення[ред.ред. код]

Логічний тип boolean містить два значення: true (правда) та false (неправда).

Числа[ред.ред. код]

Числовий тип в Lua зазвичай представлений дійсними числами з плаваючою точкою з подвійною точністю, хоча можна зібрати Lua з іншими числами, змінивши визначення в luaconf.h.

Рядки[ред.ред. код]

Рядки в Lua можуть включати в себе будь-який восьмибітний символ. Щоб створити рядковий літерал, вміст рядка потрібно помістити в одинарні (') або подвійні (") лапки. Також можна використовувати рядки з переносами. Для цього використовуються подвійні квадратні дужки n-ного рівня (де [[ — дужки нульового рівня, [=[ — дужки першого рівня, [==[ — дужки другого рівня, і т. д.). Для прикладу, використаємо дужки третього рівня:

 a = [===[рядки
з
переносом
в
"lua"]===]

Можна помітити, що в літералах, створених таким чином, не потрібно екранувати однинарні та подвійні лапки, як це потрібно робити при інших видах запису.

Таблиці[ред.ред. код]

Таблиці є найважливішим типом даних в Lua і являються основою для типів даних користувача, таких як структури, масиви, списки, множини. Таблиця в Lua являє собою набір пар -- (Ключ, Значення). Ключом може бути будь-яке значення окрім nil.

Таблиці не мають фіксованого розміру. Тому можна додавати скільки завгодно елементів в таблицю динамічно.

Приклади таблиці:

t = { } -- пуста таблиця

t['k'] = 10 -- Ключ k, значення 10

t[20] = " super " -- Ключ 20, значення " super "

t.IP = '192.168.0.1' -- Ключ IP, значення 192.168.0.1

Тепер заповнена таблиця буде виглядати так:

t = {
    k  = 10 ,                  
    [ 20 ] = " super ",
    IP  =  ' 192.168.0.1 '
}

Одинарні та подвійні лапки в Lua -- рівнозначні. Варто вибрати один із видів лапок при написанні коду.

Для виводу пар -- (Ключ, Значення) з таблиці на екран скористайтесь циклом for, базовою функцією pairs() та функцією print():

for key, val in pairs(t)  do
    print(key, val)
end

В результаті отримаємо пари:

20    super

k    10

IP    192.168.0.1

Таблиці можна використовувати і як звичайні масиви. Для цього варто скористатись записом t = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'}, після чого до елементів можна звертатись за індексом: print(t[2]) --виведе b. Зверніть увагу, що створені таким чином масиви, починаються з одиниці, а не з нуля, як в більшості інших мов.

Функції[ред.ред. код]

Функції в Lua є значеннями першого класу, що означає, що функції можна передавати до інших функцій, повертати з них та використовувати замикання. Функції можуть повертати будь-яку кількість значень. Також функцію можна викликати з будь-якою кількістю параметрів: зайві будуть ігноруватись, а тим, яких не вистачає, буде присвоєно значення nil.

Потоки[ред.ред. код]

Тип thread позначає незалежний потік виконання. Потоки Lua не варто асоціювати з потоками операційної системи, багатопоточна програма може виконуватись навіть в тих системах, які не підтримують потоки.

userdata[ред.ред. код]

Тип userdata використовується для роботи з даними з мови C. В нього немає визначених наперед операцій, проте їх можна визначити за допомогою метатаблиць. Також значення цього типу не можуть бути ні створені, ні змінені з Lua, для цього потрібно використовувати C API.

Використання[ред.ред. код]

Ігри[ред.ред. код]

Lua у Вікіпедії[ред.ред. код]

У січні 2012 на зустрічі розробників[1] вікі-рушія MediaWiki, котрий використовується для забезпечення роботи Вікіпедії, було прийнято рішення[2][3] про залучення мови Lua для розробки шаблонів. Використовувана на той час система шаблонів не влаштовує розробників через зайву ускладненість та низьку ефективність. Інтеграція Lua в MediaWiki почнеться не раніше травня 2012, після виходу релізу MediaWiki 1.19 та міграції проекту на систему управління сирцевими текстами Git.

Шаблони дозволяють користувачам MediaWiki автоматизувати створення типового вмісту, що включається в інші сторінки, і створювати інструменти для маніпуляції даними, перетворюючи вікі-текст в якусь подобу мови програмування. Напоки шаблони для MediaWiki створюються з використанням додаткової wiki-розмітки і розширення ParserFunctions, що створює істотні обмеження на функціональність і призводить до витрат значних ресурсів при виконанні. Намір перейти до використання в шаблонах повноцінної мови програмування назріло вже давно, але виникла проблема вибору: розгорнулася палка дискусія між прихильниками Javascript/WikiScript і Lua.

У підсумку переміг Lua, головним чином завдяки технічно простіший інтеграції в проект. Серед інших переваг було названо: ефективна робота з пам'яттю, висока продуктивність (застосовується JIT-компіляція, що робить Lua швидше PHP з використанням Zend), компактність і початкова орієнтація на ефективне вбудовування в сторонні застосунки. Робота над експериментальним прототипом на базі Lua почалася в 2011 році і показала, що можна істотно збільшити продуктивність системи шаблонів.

Виноски[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]