1. Wprowadzenie

Lua jest językiem rozszerzającym, zaprojektowanym by zapewnić możliwość normalnego programowania proceduralnego wraz z opisem danych. Język ten oferuje również wsparcie dla programowania obiektowo zorientowanego, programowania funkcjonalnego oraz programowania sterowanego danymi (data driven programming). Głównym zastosowaniem Lua jest użycie jako wszechstronnego lekkiego języka skryptowego. Lua został napisany jako biblioteka w czystym C (ANSI C i C++).

Będąc językiem rozszerzeń, w Lua nie istnieje pojęcie "programu głównego" (main); program uruchamiany jest wewnątrz programu gospodarza. Program gospodarz może wywoływać funkcje by uruchomić fragmenty programu napisanego w Lua, może zapisywać i odczytywać zmienne Lua oraz może dołączać funkcje napisane w C by mogły być uruchamiane wewnątrz programów Lua. Poprzez użycie funkcji napisanych w C, Lua otrzymuje wsparcie w rozwiązywaniu szerokiej gamy problemów, tworząc specyficzne języki. Dystrybucja Lua zawiera przykładowy program hosta nazwany lua, który korzysta z biblioteki Lua, oferując kompletny i samodzielny interpreter Lua.

Lua jest wolnym oprogramowaniem, udostępnianym oczywiście bez żadnych gwarancji, o czym świadczy licencja. Implementacja opisana w tym podręczniku jest dostępna na oficjalnej stronie Lua: www.lua.org.

Jak w każdym podręczniku, tak i tu nie opisujemy pewnych niuansów. Dyskusja szczegółów dotyczących projektowania języka Lua została opisana w dokumentach dostępnych na stronie Lua. Szczegółowe wprowadzenie do programowania w Lua zawarte jest w książce Roberto "Programming in Lua".

2. Podstawy

W tym rozdziale opisane są podstawowe założenia języka.

2.1. Wartości i typy

Lua jest językiem dynamicznych typów. Oznacza to że zmienna nie posiada konkretnego typu, jedynie wartość określana jest przez typ. Nie występuje definicja typu w języku. Każda wartość posiada swój własny typ.

Wszystkie wartości w Lua są wartościami pierwszej klasy. Oznacza to, że wartości mogą być przechowywane w zmiennych, przekazywane w parametrach do innych funkcji, oraz zwracane jako wynik funkcji.

Występuje osiem podstawowych typów w Lua: nil (wartość pusta), boolean, number (liczba), string (ciąg znaków), function (funkcja), userdata (dane użytkownika), thread (wątek) i table (tabela)

Nil jest typem dla wartości nil, której głównym zadaniem bycie innym od reszty wartości, zazwyczaj reprezentuje brak użytecznej wartości. Boolean jest typem wartości false i true. Wartości nil i false powodują iż warunek jest fałszywy, każda inna wartość jest prawdziwa. Number przedstawia liczbę rzeczywistą (liczbę zmiennoprzecinkową podwójnej precyzji). Operacje na liczbach wykonywane są zgodnie z implementacją w języku C, która jest zwykle zgodna z normą IEEE 754. Mimo to jest możliwe skompilowanie interpretera Lua tak aby korzystał z innych reprezentacji liczbowych, takich jak liczby zmiennoprzecinkowe pojedynczej precyzji, liczby całkowite 64-bitowe - więcej w pliku luaconf.h. String opisuje niezmienne sekwencje bajtów. Ciągi znaków w Lua mogą zawierać dowolny znak 8-bitowy, łącznie z \0.

8. Rozbieżności z poprzednią wersją

Poniżej znajduje się lista rozbieżności, które można napotkać przy przenoszeniu programu z Lua 5.1 do Lua 5.2. Część z nich można uniknąć kompilując Lua z odpowiednimi opcjami (więcej w pliku luaconf.h). Jednakże, wszystkie te opcje zostaną usunięte w kolejnej wersji Lua.

8.1. Zmiany w języku

Zmieniła się idea dotycząca środowisk. Jedynie funkcje Lua, posiadają środowiska. By ustawić środowisko funkcji Lua, należy użyć zmienną _ENV lub funkcję load.
Funckje w C nie posiadają już środowisk. Należy użyć wolnej zmiennej ze współdzieloną tabelą jeżeli jest to konieczne by przechowywać współdzielony stan dla kilku funkcji w C. (Można wykorzystać funkcję luaL_setfuncs by otworzyć bibliotekę w C z wszystkimi funkcjami dzielącymi wspólną wolną zmienną.)

By manipulować "środowiskiem" userdata (nazywanych teraz user value), należy wykorzystać nowe funkcje lua_getuservalue i lua_setuservalue.
Identyfikatory Lua nie mogą składać się ze znaków zależnych od lokalizacji.
Krok lub pełne zbieranie w garbage collectorze nie powoduje restartu collectora jeżeli doszło do jego zatrzymania.
Słabe tabele ze słabymi kluczami teraz zachowują się jak tabele efemeryczne.
Zdarzenie tail return w uchwytach debugera zostało usunięte. Zamiast tego, wywołanie ogonowe generuje nowe, specjalne zdarzenie, tail call, gdzie debuger jest informowany o braku odpowiadającego zdarzenia powrotnego.
Sprawdzanie równości między wartościami funkcji uległo zmianie. Od teraz defnicja funkcji może nie wygenerować nowej wartości; może użyć wcześniej utworzone wartości jeżeli nie ma wyraźnej różnicny dla nowej funkcji.

8.2. Zmiany w bibliotekach

Funkcja module jest przestarzała. Przy pomocy normalnego kodu Lua możliwe jest utworzenie modułu. Moduły nie powinny ustawiać zmiennych globalnych.
Funkcje setenv i getenv zostały usunięte, z powodu zmian w środowiskach.
Funkcja math.log10 jest przestarzała. Należy używać math.log z 10 jako drugim parametrem.
Funkcja loadstring jest przestarzała. Zamiast niej należy używać funkcji load; funkcja ta akceptuje ciągi znaków jako argumenty dokładnie jak loadstring.
Funkcja table.maxn jest przestarzała. Należy napisać ją w Lua jeżeli jest potrzebna.
Funkcja os.execute zwraca true jeżeli poleceie zakończy się sukcesem i nil wraz z informacją o błędzie w przeciwnym wypadku.
Funkcja unpack została przeniesiona do biblioteki tabel i musi być wywoływana jako table.unpack.
Klasa znaków %z w wzorcach jest przestarzała, od teraz wzorce mogą zawierać '\0' jako normalny znak.
Tabela package.loaders otrzymała nową nazwę package.searchers.
Lua nie posiada już weryfikacji kodu bajtowego. Wszystkie funkcje które ładują kod, (load i loadfile

mode

Standardowe ścieżki w oficjalnej dystrybucji moga się zmieniać między kolejnymi wersjami.

8.3. Zmiany w API

Pseudoindeks LUA_GLOBALSINDEX został usunięnty. Globalne środowisko należy pobrać z rejesru (4.5).
Pseudoindeks LUA_ENVIRONINDEX i funkcje lua_getenv/lua_setenv zostały usunięte, ponieważ funkcje w C nie mają już środowisk.
Funkcja luaL_register jest przestarzała. Należy korzystać z funkcji luaL_setfuncs, gdyż moduł nie utworzy zmiennych globalnych. (Ustawianie zmiennych globalnych przez moduły nie jest spodziewanym zachowaniem.)
Parametr osize funkcji alokacji nie może być zerowy podczas tworzenia nowego bloku, oznacza to że ptr jest NULL (lua_Alloc). Aby sprawdzić czy blok jest nowy należy sprawdzić ptr==NULL.
Finalizatory (metametody __gc) dla danych użytkownika są wywoływane w odwrotnej kolejności niż były oznaczone do finalizacji, a nie w kolejności utworzenia (2.5.1). Większość obiektów userdata jest oznaczana zaraz po utworzeniu. Ponadto, jeżeli podczas tworzenia metatabela nie posiada pola __gc, finalizator nie zostanie wywołany, nawet jeżeli pole to zosranie ustawione później.
Funkcja luaL_typerror została usunięta. W razie potrzeby należy taką funkcję napisać.
Funkcja lua_cpcall jest przestarzała. Można łatwo umieścić nową funkcję przy pomocy lua_pushfunction i wywołać ją przy pomocy lua_pcall.
Funkcje lua_equal i lua_lessthan są przestarzałe. Zamiast nich należy użyć nowej funkcji lua_compare korzystając z odpowiednich opcji.
Funkcja lua_objlen nazywa się lua_rawlen
Funkcja lua_load posiada dodatkowy parametr, mode. Należy przkeazać NULL by symulować poprzednie zachowanie.
Funkcja lua_resume posiada dodatkowy paramter from. Należy przekazać NULL lub wątek podczas wywołania.

9. Kompletna składnia Lua

Poniżej znajduje się kompletna składnia Lua w rozszerzonym BNF. (Opis ten nie zawiera kolejności operatorów)

	chunk ::= block

	block ::= {stat} [retstat]

	stat ::=  ‘;’ | 
		 varlist ‘=’ explist | 
		 functioncall | 
		 label | 
		 break | 
		 goto Name | 
		 do block end | 
		 while exp do block end | 
		 repeat block until exp | 
		 if exp then block {elseif exp then block} [else block] end | 
		 for Name ‘=’ exp ‘,’ exp [‘,’ exp] do block end | 
		 for namelist in explist do block end | 
		 function funcname funcbody | 
		 local function Name funcbody | 
		 local namelist [‘=’ explist] 

	retstat ::= return [explist] [‘;’]

	label ::= ‘::’ Name ‘::’

	funcname ::= Name {‘.’ Name} [‘:’ Name]

	varlist ::= var {‘,’ var}

	var ::=  Name | prefixexp ‘[’ exp ‘]’ | prefixexp ‘.’ Name 

	namelist ::= Name {‘,’ Name}

	explist ::= exp {‘,’ exp}

	exp ::=  nil | false | true | Number | String | ‘...’ | functiondef | 
		 prefixexp | tableconstructor | exp binop exp | unop exp 

	prefixexp ::= var | functioncall | ‘(’ exp ‘)’

	functioncall ::=  prefixexp args | prefixexp ‘:’ Name args 

	args ::=  ‘(’ [explist] ‘)’ | tableconstructor | String 

	functiondef ::= function funcbody

	funcbody ::= ‘(’ [parlist] ‘)’ block end

	parlist ::= namelist [‘,’ ‘...’] | ‘...’

	tableconstructor ::= ‘{’ [fieldlist] ‘}’

	fieldlist ::= field {fieldsep field} [fieldsep]

	field ::= ‘[’ exp ‘]’ ‘=’ exp | Name ‘=’ exp | exp

	fieldsep ::= ‘,’ | ‘;’

	binop ::= ‘+’ | ‘-’ | ‘*’ | ‘/’ | ‘^’ | ‘%’ | ‘..’ | 
		 ‘<’ | ‘<=’ | ‘>’ | ‘>=’ | ‘==’ | ‘~=’ | 
		 and | or

	unop ::= ‘-’ | not | ‘#’