Lua to lekki, wysokopoziomowy język skryptowy zaprojektowany głównie do systemów wbudowanych i aplikacji. Opracowany pierwotnie w Brazylii, znany jest z prostoty, wydajności i przenośności. Lua jest szeroko uznawany za język używany w tworzeniu gier, aplikacjach internetowych oraz jako język skryptowy w różnych platformach oprogramowania. Charakteryzuje się prostą składnią i potężnymi funkcjami, które obejmują funkcje pierwszej klasy, zamknięcia oraz automatyczne zarządzanie pamięcią.
Lua został stworzony na początku lat 90. XX wieku na Papieskim Uniwersytecie Katolickim w Rio de Janeiro w Brazylii. Początkowym celem języka było zapewnienie elastycznego i rozszerzalnego rozwiązania skryptowego dla aplikacji przetwarzania danych. Oryginalni twórcy — Roberto Ierusalimschy, Luiz Henrique de Figueiredo i Waldemar Celes — dążyli do opracowania języka, który mógłby być łatwo zintegrowany z istniejącym oprogramowaniem.
Na przestrzeni lat Lua znacznie się rozwinął, zachowując jednocześnie swoje podstawowe zasady prostoty i wydajności. Pierwsza oficjalna wersja, Lua 1.0, została wydana w 1993 roku, a kolejne wersje wprowadzały ulepszenia i nowe funkcje. W 2006 roku wydano Lua 5.1, co stanowiło istotny kamień milowy z wprowadzeniem systemu modułów i ulepszeń w korutynach. Obecnie Lua jest w wersji 5.4 (stan na 2020 rok), co dodatkowo zwiększa jego możliwości, szczególnie w obszarach wydajności i zbierania nieużywanej pamięci.
Filozofia projektowania Lua czerpie inspirację z kilku języków, takich jak C, JavaScript i Scheme, ale pozostaje odrębna dzięki swojej lekkiej konstrukcji i funkcjom pierwszej klasy. Lua jest również znana ze swojej interoperacyjności z innymi językami programowania, co umożliwia łatwą integrację z aplikacjami C, C++ i Java.
Lua jest głównie używana jako wbudowany język skryptowy w aplikacjach, odgrywając znaczącą rolę w tworzeniu gier za pośrednictwem silników takich jak Unity i Corona SDK. Jej lekka natura sprawia, że jest idealna do aplikacji chmurowych, serwerów internetowych i urządzeń IoT.
Lua jest językiem o dynamicznym typowaniu, co oznacza, że nie musisz jawnie deklarować typu danych zmiennej. Na przykład:
x = 10 -- x jest liczbą
x = "Hello" -- Teraz x jest ciągiem
W Lua funkcje są wartościami pierwszej klasy, co oznacza, że mogą być przypisywane do zmiennych, przekazywane jako argumenty i zwracane z innych funkcji.
function add(a, b)
return a + b
end
sum = add
print(sum(5, 10)) -- Wynik: 15
Tabele są podstawową strukturą danych w Lua, działając jako tablice, słowniki i obiekty.
myTable = {key1 = "value1", key2 = "value2"}
print(myTable.key1) -- Wynik: value1
Lua wspiera zamknięcia, co pozwala funkcjom na przechwytywanie zmiennych z otaczającego środowiska.
function counter()
local count = 0
return function()
count = count + 1
return count
end
end
myCounter = counter()
print(myCounter()) -- Wynik: 1
print(myCounter()) -- Wynik: 2
Lua wspiera korutyny, które ułatwiają współpracujące wielozadaniowość.
co = coroutine.create(function ()
for i = 1, 5 do
coroutine.yield(i)
end
end)
print(coroutine.resume(co)) -- Wynik: true 1
print(coroutine.resume(co)) -- Wynik: true 2
Lua wykorzystuje metatabele do zmiany zachowania tabel, co pozwala na przeciążanie operatorów.
mt = {}
mt.__add = function(t1, t2)
return t1[1] + t2[1]
end
setmetatable(t1, mt)
setmetatable(t2, mt)
print(t1 + t2) -- Wynik: Wynik zależny od implementacji
Obsługa ciągów w Lua jest prosta, z wbudowanymi funkcjami do operacji takich jak konkatenacja i dopasowywanie wzorców.
str = "Hello, "
str = str .. "World!" -- Konkatenacja
print(str) -- Wynik: Hello, World!
Lua zapewnia prosty mechanizm obsługi błędów za pomocą funkcji pcall.
function riskyFunction()
error("Wystąpił błąd!")
end
status, err = pcall(riskyFunction)
print(status) -- Wynik: false
print(err) -- Wynik: Wystąpił błąd!
Lua wprowadza automatyczne zarządzanie pamięcią poprzez zbieracz nieużywanej pamięci, który pomaga automatycznie odzyskiwać nieużywaną pamięć.
-- Lua zarządza pamięcią automatycznie; nie wymaga jawnego zarządzania
Lua wspiera moduły, które pomagają w separacji i organizacji kodu, poprawiając praktyki programowania modularnego.
-- mymodule.lua
local mymodule = {}
function mymodule.sayHello()
print("Witaj z mymodule!")
end
return mymodule
-- main.lua
local mymodule = require("mymodule")
mymodule.sayHello() -- Wynik: Witaj z mymodule!
Lua może być łatwo osadzona w aplikacjach za pomocą swojego API C, co oznacza, że każda aplikacja może zazwyczaj uruchamiać skrypty Lua. Interpreter Lua jest lekki i może wykonywać skrypty w każdym środowisku, które wspiera C.
Lua można efektywnie rozwijać za pomocą różnych IDE, takich jak:
Aby zbudować projekt w Lua, zazwyczaj piszesz swoje skrypty Lua, a jeśli aplikacja korzysta z biblioteki Lua, kompilujesz aplikację hostującą, która wywoła kod Lua. Skrypty Lua zazwyczaj zapisuje się z rozszerzeniem .lua i wykonuje za pomocą wiersza poleceń, używając lua script.lua.
Lua jest szeroko stosowana w:
Lua często porównuje się z kilkoma językami:
Lua jest szczególnie ceniona w sytuacjach, gdzie rozmiar i szybkość są kluczowe, co czyni ją ulubionym wyborem dla twórców gier i systemów wbudowanych. W przeciwieństwie do C++, Javy czy C#, gdzie narzut może być znaczny, lekka natura Lua pozwala na szybsze iteracje i mniejsze zużycie zasobów.
Podczas tłumaczenia kodu Lua na inny język ważne jest, aby pamiętać o:
Obecnie nie ma popularnych dedykowanych narzędzi do tłumaczenia z kodu źródłowego na kod źródłowy dla Lua, ale niektóre ogólne narzędzia, takie jak SWIG (Simplified Wrapper and Interface Generator), mogą być używane do interfejsowania Lua z kodami C/C++, co pozwala na pewien poziom integracji lub tłumaczenia między tymi dwoma językami.