1 初级阶段 —— 简介与环境设置
文章目录
- 1 初级阶段 —— 简介与环境设置
- 1.1 什么是 Lua？特点?
- 1.2 Lua 的应用领域
- 1.3 安装 Lua 解释器
- 1.3.1 安装
- 1.3.2 Lua解释器的结构
- 1.4 Lua执行方式
- 1.4.0 程序段
- 1.4.1 使用 Lua REPL（Read-Eval-Print Loop）
- 1.4.2 脚本执行文件(类似shell的.sh)
- 1.4.3 用lua命令加载文件
- 1.4.4 `luac`编译器
1.1 什么是 Lua？特点?
Lua 是一种轻量级、高效的脚本编程语言，由巴西计算机科学家 Roberto Ierusalimschy、Waldemar Celes 和 Luiz Henrique de Figueiredo 开发。它的设计目标是简单、可嵌入、可扩展，以及具有良好的性能。Lua 在很多领域都有广泛的应用，包括游戏开发、嵌入式系统、脚本编写等。
特点:
- 高效利用 C 的性能: Lua 解释器用 C 编写，可以与 C 和 C++ 代码无缝集成，充分利用了 C 语言的高性能。它的运行环境在启动时会为 Lua 代码分配一个大的堆空间，从而提高执行效率。即
c#和c++都兼容 => C进程开了一大块的堆空间, 用于跑lua代码 - 解释性语言: Lua 是解释性语言，代码在执行时一行一行地编译和执行，这使得开发过程更加灵活和快速。即
输入一行 -> 编译一行 -> 执行一行. - 动态类型: Lua 是动态类型语言，不需要显式声明变量类型，变量的类型由其值决定。相较于静态强类型（如 Java）和静态弱类型（如 C++）语言，Lua 在类型处理上更加灵活。
- 垃圾回收机制: Lua 内置垃圾回收器，自动管理内存，防止内存泄漏。即
GC机制. - 热更新: 由于其解释性和动态性，Lua 支持热更新，可以在运行时修改和更新代码，提高开发效率。即
改了立马执行, 开发快, 热更新
1.2 Lua 的应用领域
Lua 在各种领域中都有丰富的应用：
- 游戏开发: 许多游戏引擎（如 Unity、CryEngine）都支持使用 Lua 编写游戏逻辑和脚本，实现更灵活的游戏行为和交互。例如，2002 年《梦幻西游》和 2004 年《魔兽世界》都采用了 Lua 作为脚本语言，分别用于游戏逻辑和玩家插件。
- 嵌入式系统: Lua 的轻量和易嵌入特性使其在嵌入式系统中广泛应用，用于配置、控制和脚本编写。
- 脚本编程: Lua 可作为通用的脚本语言，用于编写自动化任务、工作流程和快速原型开发。
- 科学计算: 一些科学计算领域使用 Lua 进行数据分析、建模和可视化。
- 网络编程: Lua 也用于网络编程，例如在服务器端创建脚本化的网络应用。一个典型的应用是 Nginx 与 Lua 的结合（OpenResty），实现高效的服务器端开发。
e.g.客户端
2002 云风 <梦幻西游> Unreal 蓝图/lua层
2004 <魔兽世界> 脚本层 玩家侧用于修复报错的插件
e.g. 服务端:
- nginx -> Openresty -> Lua(后端服务器开发框架): 因nginx = 1主进程 + 2进程 + 进程之间构建的线程池; 开发时通过改配置文件, 用c语言改模块
- redis(remote distance) -> Lua原子操作
- 生活中鼠标宏(罗技)
1.3 安装 Lua 解释器
1.3.1 安装
- 官方 Lua: Lua 最新的官方版本是 5.4 及以上。访问 Lua 官方网站（https://www.lua.org/）下载最新版本，并按照说明进行安装。
- LuaJIT: LuaJIT 是 Lua 的 Just-In-Time 编译版本，性能优于官方解释器，特别适用于服务端开发。它通过提前编译常用语句，提高了执行效率，运行时间越长，性能越接近 C++。即
Lua JIT(**Just In Time**), 服务端, 效率比官方的高 => **把经常使用语句预编译好, 无须等到运行到语句处才编译, 运行越久与C++相比效率越接近** ==> java也有JIT机制!.- Windows 系统: 访问 Lua 官方网站下载 Windows 版本的 Lua 解释器（https://www.lua.org/）下载 Windows 版本的 Lua 解释器，并按照说明进行安装。，并按照说明进行安装。
- Linux 系统: 大多数 Linux 发行版都提供 Lua 解释器的软件包。使用包管理器安装 Lua，例如：
sudo apt-get install lua5.4 - macOS 系统: 使用 Homebrew 等包管理器安装 Lua 解释器，例如：
brew install lua
1.3.2 Lua解释器的结构
![[Pasted image 20230808134852.png]]
Lua 解释器的结构可以分为以下几个主要部分：
- 词法分析器（Lexer）： 这个部分负责将源代码字符串分解为词法单元，也就是语言中的最小可识别单元，比如关键字、标识符、操作符等。词法分析器将源代码转换为一个个词法记号，以便后续的解析和执行。
- 语法分析器（Parser）： 语法分析器接收词法记号流，将其组织成语法结构，构建一棵抽象语法树（AST）。这个树状结构表示了代码的层次结构，有助于理解代码的结构和含义。
- 编译器（Compiler）： 编译器将抽象语法树转化为中间代码，通常是字节码。这个中间代码包含了对应的操作码以及操作数，它更接近计算机硬件执行的形式，但仍然比源代码更接近人类可读。
- 虚拟机（Virtual Machine）： Lua 解释器的核心是虚拟机。虚拟机执行中间代码，将其翻译为实际的机器指令或者执行相关的操作。虚拟机还负责管理变量、堆栈和函数调用等运行时状态。跨平台的核心, 缺点是效率变低, 这也是类似java的, 像
c--==> java优化就是优化虚拟机 - 垃圾回收器（Garbage Collector）： Lua 包含一个垃圾回收器，用于自动管理内存。它会识别不再使用的对象，释放其占用的内存，并确保没有内存泄漏。
- 标准库和扩展模块： Lua 附带了一套标准库，其中包含了许多常见的功能，如字符串处理、文件操作等。此外，Lua 还支持通过加载扩展模块来扩展其功能。
整个 Lua 解释器的流程大致如下：
- 词法分析器将源代码转换成词法记号。
- 语法分析器使用词法记号构建抽象语法树。
- 编译器将抽象语法树编译成中间代码（字节码）。
- 虚拟机执行中间代码，实现实际的功能。
- 垃圾回收器自动管理内存，防止内存泄漏。
1.4 Lua执行方式
1.4.0 程序段
Lua一个执行的基本单位叫chunk(程序段)
1.4.1 使用 Lua REPL（Read-Eval-Print Loop）
交互式解释器，读取﹣求值﹣输出循环
要启动 Lua REPL，只需打开终端并输入 lua 命令，然后按回车键。这将进入 Lua 的交互式模式，可以在其中输入 Lua 代码并按回车键执行。每次执行后，您将看到代码的输出结果。
> print("Hello, Lua!")
Hello, Lua!
1.4.2 脚本执行文件(类似shell的.sh)
hello.lua
$ !../lua表启动了lua.bin
# !/usr/local/bin/lua
print("Hello, Lua!")
执行chmod u+x hello.lua && ./hello.lua
1.4.3 用lua命令加载文件
hello.lua
print("Hello, Lua!")
==> lua hello.lua(类似python)
1.4.4 luac编译器
luac 编译器, 预编译
- 提前编译好, 提高效率
- 保护源代码
luac -o hello.luac hello.lua
CS.PL.1000.3-Lua
Created: 2023-08-08.Tuesday13:14