Coding — Введение в Lua для начинающих программистов

Для чего: рассказать про Lua начинающим программистам, способствовать популяризации этого замечательного языка =)

Кому: людям, для которых слова «цикл», «условный оператор», «переменная», «тип» и «функция» имеют некоторое значение, хотя бы на уровне школьного паскаля.

Картинка для привлечения внимания взятая из гуглопоиска по картинкам:


Введение
Введение первое, академическое
Если говорить академическим языком, Lua — это интерпретируемый язык со слабой динамической типизацией данных, поддерживающий программирование в императивном, функциональном и объектно-ориентированном (с прототипным наследованием) стилях. В нём есть замыкания, сопрограммы, а функции, соответственно, объекты первого класса.

Фух, лимит ссылок на википедию я исчерпал. Кому интересны все эти термины, считайте эту часть поводом с ними ознакомиться поближе, остальные могут проснуться и читать дальше.



Введение второе, практическое
Про историю языка я писать не буду, кому интересно прочитает в вики. Здесь я расскажу только для чего, собственно, этот язык был создан.

Этот язык создан быть встраиваемым, его дао — расширение функциональности программ на C/C++, описание скриптов и конфигураций, и в этой области он великолепен. Впрочем, он может быть использован как самостоятельный скриптовый язык, но в таком виде он встречается достаточно редко. В связи с этим у языка имеется очень хорошо описанная «оборотная сторона»: достаточно удобный C-интерфейс, позволяющий свободно передавать данные между C и Lua частями программы, делать вызовы C-функций из Lua и наоборот и множество других интересных штук, при этом C-часть придерживается си-стиля, а луа часть — луа-стиля, отлично друг друга дополняют и не кажутся чужеродными в своей языковой среде.

Где можно встретить Луа? Большинство современных игр содержат скрипты на нём, начиная с WoW и кончая Цивилизацией. Кроме того он используется в нежно любимом мною WM Awesome, а также в браузере Luakit, в котором я пишу эти статью (на самом деле я пишу её в виме, но на мылинукс пощу именно из луакита).

Да, сразу оговорюсь, что речь пойдёт о Lua версии 5.1, как наиболее актуальной.

Повествование я разделю на следующие части:
Здесь же ниже, про базовые понятия, операторы и особенности языка,про типы и структуры данных,расширенные сведения о всяких вкусностях,введение в объектные возможности языка,введение в функциональные возможности языка,краткое описание стандартных модулей со ссылками и реверансами,для особо интересующихся — «теневая сторона языка» с точки зрения C.
Часть первая, скучнаяили Галопом по европам

По традиции начнём с классической программы:

hworld.lua

1	print('Hello, world!')

Запускаем:

1 2	$ lua ./hworld.lua Hello, world!

Всё просто, да? Теперь завернём в функцию.

1 2 3 4 5

function hworld() print('Hello, world!') end hworld()

Ещё у нас есть циклы for, while и repeat/until, знакомые по старичку Паскалю:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

function bottles(i) print('В ящике осталось ' .. i .. ' бутылок пива.') end -- цикл со счётчиком i «для i от 10 до 1 с шагом -1» for i = 10, 1, -1 do bottles(i) end -- аналогично, но в обратную строну с шагом по-умолчанию 1 for i = 1, 10 do bottles(i) end -- цикл с предусловием, выполнять пока условие истинно, -- если условие ложно до начала цикла, то цикл не выполнится ни разу i = 10 while i >= 1 do bottles(i) i = i - 1 end -- цикл с постусловием, выполнять пока условие ложно, -- выполняется всегда хотя бы 1 раз вне зависимости от условия i = 10 repeat bottles(i) i = i - 1 until i < 1

Здесь же знакомимся с операцией конкатенации объединения строк («..»).

Условия у нас тоже имеются:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

user_number = io.read('*number') if not user_number then print('Какое же это число? Это фигня какая-то =(') elseif user_number < 0 then print('Вау, отрицательно число!') elseif user_number ~= 0 then print('Это число явно не нуль, значит натурально, да?') else print('Прозреваю ошибку деления на это число.') end

А вот операции switch не наблюдается, её можно эмулировать как обычно кучей if/elseif/.../else/end или... другим способом (о котором, наверное, догадаются питонщики, но про это позже, когда про структуры данных буду рассказывать).

Теперь разбор полётов.

Здесь в первый раз мы видим использование модуля: io — это стандартный модуль для работы с вводом-выводом.
Кроме того здесь же видно несколько особенностей Lua. А именно:
операция «не равно» записывается как «~=»,ноль в булевом логическом контексте считается истинойЕсли первая особенность чисто синтаксическая, то вторая имеет для нас достаточно серьёзные последствия, особенно если раньше вы привыкли, что ноль и пустая строка — это ложь. Для Lua ложны только два значения: nil и false, всё остальное истинно (включая классическое true). nil — это пустой указатель, пустое значение, аналог питоновскому None, сишному NULL и паскалевскому Nil. Здесь io.read('*number') просит прочитать из стандартного ввода число, и если юзер ввёл нечто, в число непреобразуемое, то результатом этого вызова будет nil. Это верно для многих случаев: очень часто в стандартных модулях nil используется как флаг ошибки, так что можно было бы написать так:

1 2 3 4

repeat io.write('Введите-ка число: ') num = io.read('*number') until num

И этот код будет прекрасно работать, даже если юзер введёт просто «0». (Здесь io.write(), как вы наверное уже догадались, отличается от print() тем, что не выводит в конце строки символ перевода этой самой строки.)

Кроме того обращаю внимание на общую канву построения блоков в Lua: почти все операторы группируются в блоки вида do ... end (кроме repeat/until, но это единичное исключение). end — это универсальный «закрыватель» блока операторов. Кроме того операторы отделяются друг от друга простым пробелом. Можно их для читаемости разделять символом перевода строки или точкой с запятой, но никто специально вас так делать не заставляет, вполне можно было бы написать так:

1 2 3 4 5

function hworld() print('Hello world!') end function many_bottles(n) for i = 1, n do print('Осталось ' .. i .. ' бутылок пива.') end end function many_bottles1(n) for i = 1, n do print('Осталось ' .. i .. ' бутылок пива.'); end; end

Всё это корректный код на Lua. Впрочем, это не означает, что так надо писать =) Думайте о читабельности. (Хотя признаюсь, иногда пишу такие однострочники, в основном для описания лямбда-функций, которые передаю в качестве колбеков.)

Итог:

Мы познакомились с основными операторами: объявления функции (function name(args) ... end), циклов (for counter = from, to<, step> do ... end, while cond do ... end, repeat ... until cond) и условий (if/elseif/else/end). Кроме того узнали операции конкатенации (..) и неравенства (~=), отличающиеся от аналогичных в большинстве других языков (остальные все такие же, как в C), познакомились с парой функций из стандартного модуля io (io.read(what) и io.write(data)), константами true, false и nil и одной особенностью булевых операций языка (любое определённое значение является истиной, даже ноль и пустая строка). Кроме того мы увидели как пишутся однострочные комментарии (начинаясь на «--»).

В следующей части расскажу про структуры и типы данных.