Lua 教程 | 第一次接觸 Lua 的感受：相見(jiàn)恨晚！

我是老吳，一個(gè)愛(ài)學(xué)習(xí)的，嵌入式 Linux 驅(qū)動(dòng)工程師。關(guān)注我，一起變得更加優(yōu)秀吧！

哈嘍，老吳這幾天都在了解 Lua 這門(mén)腳本語(yǔ)言，感覺(jué)它太適合我這種懶人了，下面記錄一下學(xué)習(xí)心得。

Lua 是什么？

Lua 是一門(mén)腳本語(yǔ)言，和 Shell、Python 是同一種類(lèi)型。

https://www.lua.org/about.html

Lua 的優(yōu)點(diǎn)很多，下面是我感受比較深的幾點(diǎn)：

文檔：Lua 官方提供了非常豐富的文檔。經(jīng)過(guò)我這幾天的了解，我甚至覺(jué)得 Lua 很適合作為學(xué)習(xí)編程的第一門(mén)語(yǔ)言。

小巧：Lua 是 C語(yǔ)言寫(xiě)的，5.4.4版本大約 3 萬(wàn)行代碼，編譯后算上標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)才 281K，對(duì)嵌入式平臺(tái)很友好。

簡(jiǎn)潔：Lua 的語(yǔ)法簡(jiǎn)單明了，自由度高。有經(jīng)驗(yàn)的 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)者大概 1 天就可以用 Lua 寫(xiě)程序了。

高效：相對(duì)于其他腳本語(yǔ)言而言，as fast as Lua。易移植：無(wú)依賴(lài)，在 PC / 嵌入式 、Windows / Unix 平臺(tái)上都很容易編譯，在我的筆記本上幾秒鐘就編譯完了。

強(qiáng)大：支持過(guò)程式編程、面向?qū)ο缶幊?、函?shù)式編程、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)編程。

Lua 設(shè)計(jì)中的一個(gè)基本概念是為實(shí)現(xiàn)特性提供元機(jī)制，而不是直接在語(yǔ)言中提供大量特性。例如，雖然 Lua 不是純粹的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，但它提供了用于實(shí)現(xiàn)類(lèi)和繼承的元機(jī)制。和其他類(lèi)似的語(yǔ)言進(jìn)行比較：

Lua 怎么學(xué)？

下面我感覺(jué)比較好的學(xué)習(xí)資料，按照我學(xué)習(xí)的先后順序進(jìn)行排列。Lua 快速入門(mén)：https://github.com/PacktPublishing/Lua-Quick-Start-Guide這是《Lua Quick Start Guide》一書(shū)的配套源碼。

這本書(shū)比較淺現(xiàn)易懂，適合快速體驗(yàn) Lua 這門(mén)語(yǔ)言。我快速地瀏覽了一遍書(shū)的大體內(nèi)容，然后直接看源碼，遇到不懂的地方再回頭看書(shū)。比較難的地方是第三章末尾的 metatable 相關(guān)的內(nèi)容，metatable 可能是 Lua 的精髓。http://lua-users.org/wiki/Lua 的官方 wiki，絕佳的學(xué)習(xí)資料，里面除了有 Lua 入門(mén)和進(jìn)階文章，還有大量示例代碼，理論和實(shí)踐兩手抓，是 Lua 進(jìn)階的最好選擇。

Lua 進(jìn)階教程：https://github.com/LewisJEllis/awesome-luaLua 入門(mén)后，我們就可以去找一些高質(zhì)量、認(rèn)可度比較高的項(xiàng)目來(lái)學(xué)習(xí)了。這個(gè)倉(cāng)庫(kù)里收集了許多優(yōu)秀的 Lua 開(kāi)源項(xiàng)目，找?guī)讉€(gè)自己感興趣的項(xiàng)目，研讀其代碼并不斷地編碼，足夠讓我們成為一個(gè)合格的 Lua 開(kāi)發(fā)者了。

Lua 怎么用？

為了更好地感受 Lua 這門(mén)語(yǔ)言的用法，下面會(huì)舉 4 個(gè)不同場(chǎng)景的例子。示例1：文件讀寫(xiě)

function?SaveCharacterData(name,?power,?team)
????file?=?io.open("data.txt",?"w")
????file:write("name?"?..?name?..?"n")
????file:write("attack?",?power,?"n")
????file:write("team?"?..?team,?"n")
????file:close()
end

--?Write?data
SaveCharacterData("gwen",?20,?"blue")

--?Read?data
file?=?io.open("data.txt")
lines?=?file:lines()
print("Contents?of?file:");
for?line?in?lines?do
????print("t"?..?line)
end
file:close()

上面的代碼演示了最簡(jiǎn)單的文件讀寫(xiě)。

示例2：控制硬件https://github.com/vsergeev/lua-peripherylua-periphery 是一個(gè)庫(kù)，用于在 Linux 的用戶(hù)空間中訪(fǎng)問(wèn) GPIO、LED、PWM、SPI、I2C、MMIO 等接口。

local?GPIO?=?require('periphery').GPIO

--?Open?GPIO?/dev/gpiochip0?line?10?with?input?direction
local?gpio_in?=?GPIO("/dev/gpiochip0",?10,?"in")

--?Open?GPIO?/dev/gpiochip0?line?12?with?output?direction
local?gpio_out?=?GPIO("/dev/gpiochip0",?12,?"out")

local?value?=?gpio_in:read()
gpio_out:write(not?value)

gpio_in:close()
gpio_out:close()

Lua 是 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的，除了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)之外，還有大量的第三方庫(kù)。lua-periphery 60%的代碼是 C，C 負(fù)責(zé)硬件的訪(fǎng)問(wèn)。另外的 40% 的示例代碼是 Lua 寫(xiě)的。如果你想了解如何用 C 來(lái)擴(kuò)展 Lua，看這個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目就夠了。

示例3：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)https://github.com/lunarmodules/copas

local?copas?=?require("copas")
local?socket?=?require("socket")

local?function?echoHandler(skt)
????skt?=?copas.wrap(skt)
????while?true?do
????????local?data?=?skt:receive()
????????if?not?data?or?data?==?"quit"?then
????????????break
????????end
????????skt:send(data)
????end
end

local?server?=?socket.bind("localhost",?20000)

copas.addserver(server,?echoHandler)
copas.loop()

上面的代碼演示了如何用網(wǎng)絡(luò)庫(kù) copas 搭建一個(gè) TCP echo server。

示例4：游戲開(kāi)發(fā)https://github.com/love2d/lovelove2d 是為 Lua 而寫(xiě)的 2D 游戲引擎，市面上有不少商業(yè) 2D 游戲是基于 love2d 開(kāi)發(fā)的。

我們簡(jiǎn)單看下 love2d 的用法。

--?function?called?at?start?of?game?to?load?assets
function?love.load()
????love.graphics.setDefaultFilter('nearest',?'nearest')

????sprite?=?love.graphics.newImage('graphics/mario.png')
????x?=?virtualWidth?/?2?-?sprite:getWidth()?/?2
????y?=?virtualHeight?/?2?-?sprite:getHeight()?/?2

????push:setupScreen(virtualWidth,?virtualHeight,?640,?480,?{
????????fullscreen?=?false
????})
end

--?function?called?every?frame?with?the?delta?(dt)?since?last?frame
function?love.update(dt)

end

--?a?callback?function?called?whenever?we?press?a?key
function?love.keypressed(key)
????if?key?==?'left'?then
????????x?=?x?-?speed
????end
????if?key?==?'right'?then
????????x?=?x?+?speed
????end
????[...]
end

--?a?function?called?each?frame?meant?to?render?things?to?the?screen
function?love.draw()
????push:apply('start')
????love.graphics.draw(sprite,?x,?y)
????push:apply('end')
end

上面的代碼實(shí)現(xiàn)了通過(guò)方向鍵控制瑪麗奧的功能，基于這個(gè)框架，最終我們可以很輕松地實(shí)現(xiàn)超級(jí)瑪麗的核心功能，效果如下：

總結(jié)

Lua 具有小巧、簡(jiǎn)潔、高效、強(qiáng)大、文檔豐富等優(yōu)點(diǎn)，如同一把瑞士軍刀，非常適合嵌入式 Linux 平臺(tái)的底層開(kāi)發(fā)，是嵌入式開(kāi)發(fā)的利器。人生苦短，一起試下用 Lua 唄。

—— The End ——