Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.
Both sides previous revision Previous revision Next revision | Previous revision Next revision Both sides next revision | ||
c_i_lua [2010/12/28 19:35] sjablon1 |
c_i_lua [2010/12/29 12:20] sjablon1 |
||
---|---|---|---|
Linia 24: | Linia 24: | ||
Strona ma na celu ukazanie sposobów i możliwości integracji języków C++ oraz Lua, jednak przedstawię krótko podstawy języka Lua wraz z przykładami. W celu dogłębnego poznania składni i możliwość języka polecam dokumentacje umieszczoną na stronie internetowej. | Strona ma na celu ukazanie sposobów i możliwości integracji języków C++ oraz Lua, jednak przedstawię krótko podstawy języka Lua wraz z przykładami. W celu dogłębnego poznania składni i możliwość języka polecam dokumentacje umieszczoną na stronie internetowej. | ||
- | Na początek standardowy Hello World( Listing 1) | + | Na początek standardowy Hello World (Listing 1) |
+ | |||
+ | **Listing 1** - program Hello World w Lua | ||
+ | |||
+ | <code cpp> | ||
+ | |||
+ | -- HelloWorld.lua | ||
+ | print("Hello from Lua!"); | ||
+ | --[[ | ||
+ | Przykład komentarza | ||
+ | umieszczonego w kilku liniach | ||
+ | ]] | ||
+ | |||
+ | </code> | ||
=== Konwencje leksykalne === | === Konwencje leksykalne === | ||
Linia 35: | Linia 49: | ||
+ | === Typy danych i wyrażenia === | ||
- | | + | W Lua podobnie jak w innych językach skryptowych nie deklarujemy typów zmiennych. Zamiast tego każda zmienna ma dynamiczny typ określany przez jej wartość. |
+ | Istnieje 8 podstawowych typów danych: | ||
- | === Typy danych i wyrażenia === | + | * //nil// - przyjmuje jedną wartość nil, która określa brak konkretnej wartości (często nil jest stosowany do określenia zmienną niezainicjalizowaną); |
+ | * //boolean// - standardowe wartości boolowskie true/false; | ||
+ | * //number// - liczba rzeczywista, zmiennoprzecinkowa; | ||
+ | * //string// - standardowy łańcuch znaków; | ||
+ | * //userdata// - typ danych pozwalajacy na przetrzymywanie dowolnych danych z języka C(np. wskaźników); | ||
+ | * //function// - ciąg wykonywalnych instrukcji, funkcje mogą być deklarowane wewnątrz innych funkcji lub być zwracane z innej funkcji | ||
+ | *// thread// - wątek w Lua; | ||
+ | * //table// - tablica asocjacyjna(więcej informacji w dalszej części strony); | ||
+ | Ciekawym mechanizmem języka jest poleceniem //type// pozwalające na sprawdzenie typu zmiennej. Przykład pokazano na Listingu 2. | ||
+ | **Listing 2** - przykład polecenia type w Lua. | ||
- | W Lua podobnie jak w innych językach skryptowych nie deklarujemy typów zmiennych. Zamiast tego każda zmienna ma dynamiczny typ określany przez jej wartość. | + | <code cpp> |
- | Istnieje 8 podstawowych typów danych: | + | print(type(a)) --> nil (zmienna 'a' nie została zainicjalizowana) |
+ | a = 10 | ||
+ | print(type(a)) --> number | ||
+ | a = print | ||
+ | a(type(a)) --> function | ||
- | * nil - przyjmuje jedną wartość nil, która określa brak konkretnej wartości (często nil jest stosowany do określenia zmienną niezainicjalizowaną); | + | </code> |
- | * boolean - standardowe wartości boolowskie true/false; | + | |
- | * number - liczba rzeczywista, zmiennoprzecinkowa; | + | |
- | * string - standardowy łańcuch znaków; | + | |
- | * userdata - typ danych pozwalajacy na przetrzymywanie dowolnych danych z języka C(np. wskaźników); | + | |
- | * function - ciąg wykonywalnych instrukcji, funkcje mogą być deklarowane wewnątrz innych funkcji lub być zwracane z innej funkcji | + | |
- | * thread - wątek w Lua; | + | |
- | * table - tablica asocjacyjna(więcej informacji w dalszej części strony); | + | |
- | Ciekawym mechanizmem języka jest poleceniem //type// pozwalające na sprawdzenie typu zmiennej. Przykład pokazano na Listingu 2. | ||
W Lua dostępne są następujące operatory: | W Lua dostępne są następujące operatory: | ||
Linia 67: | Linia 88: | ||
=== Instrukcje i funkcje === | === Instrukcje i funkcje === | ||
+ | Lua posiada standardowe instrukcje znane z języków Pascal/C: | ||
+ | * instrukcja przypisania =; | ||
+ | * instrukcje warunkowe, if/elseif/else/end; | ||
+ | * pętle, for/do/end, while,do,end, repeat/until; | ||
+ | * wywołanie funkcji; | ||
+ | * lokalna deklaracja zmiennych; | ||
- | Instrukcje i funkcje | + | |
- | Lua obsługuje standardowy zestaw instrukcji | + | **Listing 3** - przykład stosowania funkcji i warunków logicznych, funkcja rekurencyjna obliczająca silnie. |
- | podobnych do tych stosowanych w języku | + | |
- | Pascal czy C. Istnieje możliwość definiowania | + | <code cpp> |
- | bloków instrukcji objętych słowami kluczowymi | + | |
- | do i end, które można kontrolować | + | -- obliczenie n! |
- | poprzez break czy return. Na listę pojedynczych | + | function factorial (n) |
- | instrukcji składają się: | + | if n == 1 then |
- | • instrukcje przypisania =; | + | return 1; |
- | • instrukcje warunkowe, if/elseif/else/ | + | else |
- | end; | + | return n * factorial(n-1); |
- | • pętle, for/do/end, while/do/end, repeat/ | + | end |
- | until/; | + | end |
- | • wywołania funkcji; | + | -- obliczenie 5! |
- | • lokalne deklaracje zmiennych. | + | print(factorial(5)); --> 120 |
- | Instrukcja przypisania może dotyczyć kilku | + | |
- | zmiennych. Pojedyncze instrukcje mogą | + | </code> |
- | opcjonalnie kończyć się średnikiem. | + | |
- | Listing 3 ilustruje wykorzystanie funkcji, | + | |
- | zastosowanie pętli oraz instrukcji warunkowych | + | |
- | na przykładzie funkcji wyznaczającej | + | |
- | wartość minimalną i maksymalną z trzech | + | |
- | liczb, oraz funkcji obliczającej pierwiastki | + | |
- | równania kwadratowego. | + | |
- | Jak widzimy w przykładzie, funkcje mogą | + | |
- | przyjmować i zwracać więcej niż jeden | + | |
- | parametr. Istnieje również możliwość deklarowania | + | |
- | funkcji rekurencyjnych (Listing | + | |
- | 4). | + | |
=== Tablice === | === Tablice === | ||
Linia 104: | Linia 119: | ||
wartością //nil//. Elementami tablicy mogą być wszystkie wartości podstawowych typów Lua. Oznacza to, że również mogą to być omawiane w tym miejscu Tablice. Pozwala to na tworzenie takich struktur jak lista, wektor, kolejka czy stos. | wartością //nil//. Elementami tablicy mogą być wszystkie wartości podstawowych typów Lua. Oznacza to, że również mogą to być omawiane w tym miejscu Tablice. Pozwala to na tworzenie takich struktur jak lista, wektor, kolejka czy stos. | ||
- | Listing 5 pokazuje przykłady | + | Listing 4 pokazuje przykłady wykorzystania tablic w Lua realizując proste zbiory danych, listę jednokierunkową, czy strukturę zawierającą zarówno atrybuty jak i metody. |
- | wykorzystania tablic w Lua realizując | + | |
- | proste zbiory danych, listę jednokierunkową, | + | |
- | czy strukturę zawierającą zarówno atrybuty | + | **Listing 4** - przykład wykorzystania tablic do realizacji zbiorów danych. |
- | jak i metody. | + | |
+ | <code cpp> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | -- prosty wektor liczb | ||
+ | squares = {1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81} | ||
+ | -- zbiór danych | ||
+ | creature = { name = "Ghoul", health = 100 } | ||
+ | print(creature["name"]); --> Ghoul | ||
+ | print(creature.name); --> Ghoul | ||
+ | -- lista | ||
+ | list = nil; | ||
+ | list = {next = list, value = 2}; | ||
+ | list = {next = list, value = "test"}; | ||
+ | list = {next = list, value = math.pi}; | ||
+ | ptr = list; | ||
+ | while ptr do | ||
+ | print(ptr.value); | ||
+ | ptr = ptr.next; | ||
+ | end; --> 3.141592 test 2 | ||
+ | -- struktura/klasa | ||
+ | Vec3 = {}; | ||
+ | Vec3.new = function(x, y, z) | ||
+ | return {x=x, y=y, z=z, length=function() return math.sqrt(x*x+y*y+z*z) end;} | ||
+ | end; | ||
+ | v = Vec3.new(4, 2, 4); | ||
+ | print(v:length()); --> 6 | ||
+ | |||
+ | </code> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Biblioteka standardowa Lua === | ||
+ | |||
+ | Lua jak każdy porządny język, wyposażona została w bogatą standardową bibliotekę zawierającą bogaty zestaw narzędzi wyższego poziomu. Należą do niej następujące moduły: | ||
+ | |||
+ | * funkcje wejścia/wyjścia; | ||
+ | * funkcje systemowe; | ||
+ | * operacje na łańcuchach znaków; | ||
+ | * operacje na tablicach; | ||
+ | * obsługa wątków; | ||
+ | * funkcje matematyczne; | ||
+ | |||
+ | Poniższy kod pokazuje kilka przykładów wykorzystania biblioteki standardowej. | ||
+ | |||
+ | **Listing 5** Wykorzystanie biblioteki standardowej Lua | ||
+ | |||
+ | <code cpp> | ||
+ | |||
+ | -- losowanie liczb | ||
+ | math.randomseed(os.time()) | ||
+ | print(math.random(10)); -- wyświetlenie liczby wylosowanej z przedziału [1,10] | ||
+ | |||
+ | -- obliczenie wartości cos(pi/5) | ||
+ | print(math.cos(math.pi*0.2)); | ||
+ | |||
+ | |||
+ | -- zapis do pliku | ||
+ | f = assert(io.open("output.txt", "w")) | ||
+ | f:write("test"); | ||
+ | f:close(); | ||
+ | |||
+ | </code> | ||
==== Integracja z C++ ==== | ==== Integracja z C++ ==== | ||
+ | |||
+ | Zapoznaliśmy się już z podstawami języka Lua, część przejść do najważniejszej sprawy czyli integracji z językiem C++. | ||
=== Przygotowanie do pracy z Lua === | === Przygotowanie do pracy z Lua === | ||
- | === Wywoływanie funkcji Lua w C++ === | + | W celu rozpoczęcia pracy z Lua musimy wykonać dwie następujące operacje: |
+ | |||
+ | - Dołączenie do projektu skompilowaną bibliotekę Lua oraz dołączyć w kodzie nagłówki Lua (lua.h, lualib.h i lauxlib.h) | ||
+ | - Należy zapamiętać, że skrypty Lua wykonywane są na maszynie wirtualnej, musimy więc ją zainicjować. | ||
+ | |||
+ | Prosty przykład ukazujący wspomniane operacje i wywołujący z poziomu kodu C++ skrypt Lua pokazany jest na Listingu 6. | ||
+ | |||
+ | **Listing 6** Inicjalizacja maszyny wirtualnej Lua i wywołanie skryptu Lua z poziomu kodu C++ | ||
+ | |||
+ | <code cpp> | ||
+ | |||
+ | #include <iostream> | ||
+ | |||
+ | // dołączenie nagłówków Lua | ||
+ | extern "C" | ||
+ | { | ||
+ | #include "lua.h" | ||
+ | #include "lualib.h" | ||
+ | #include "lauxlib.h" | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | |||
+ | int main() | ||
+ | { | ||
+ | // utworzenie maszyny wirtualnej Lua. | ||
+ | lua_State* L = lua_open(); | ||
+ | |||
+ | // inicjalizacja standardowych bibliotek | ||
+ | luaL_openlibs(L); | ||
+ | |||
+ | // wczytanie skryptu Lua | ||
+ | if (luaL_dofile(L, "zpr.lua")) | ||
+ | { | ||
+ | // Walidacja wcztania skryptu | ||
+ | std::cout << "Error while running script: " << lua_tostring(L, -1) << std::endl; | ||
+ | return 1; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | // zamknięcie maszyny wirtualnej | ||
+ | lua_close(L); | ||
+ | return 0; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | </code> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Wywoływanie funkcji Lua w kodzie C++ === | ||
+ | |||
+ | Potrafimy już z poziomu kodu C++ zainicjalizować maszynę wirtualną Lua i uruchomić skrypt napisany w Lua. Przejdźmy krok dalej - spróbujmy wywołać funkcję zdefiniowaną w skrypcie Lua z poziomu kodu C++. Zacznijmy od przykładowej funkcji obliczającą różnicę dwóch liczb. | ||
+ | |||
+ | **Listing 7** Funkcja Lua obliczającą różnicę dwóch liczb. | ||
+ | |||
+ | <code cpp> | ||
+ | |||
+ | --sub.lua | ||
+ | |||
+ | function(x,y) | ||
+ | return x - y | ||
+ | end | ||
+ | |||
+ | |||
+ | </code> | ||
+ | |||
+ | Aby umożliwić wywoływanie funkcji ze skryptu Lua musimy zdefiniować kodzie C++ funkcję, w której odłożymy na stos parametry funkcji, a następnie | ||
+ | zdejmiemy ze stosu wartość zwracaną przez funkcję. Ilustruje to poniższy przykład: | ||
+ | |||
+ | **Listing 8** Przykład wywołania funkcji Lua w kodzie C++. | ||
+ | |||
+ | <code cpp> | ||
+ | |||
+ | #include <iostream> | ||
+ | |||
+ | // dołączenie nagłówków Lua | ||
+ | extern "C" | ||
+ | { | ||
+ | #include "lua.h" | ||
+ | #include "lualib.h" | ||
+ | #include "lauxlib.h" | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | |||
+ | // Interpretator Lua | ||
+ | lua_State* L; | ||
+ | |||
+ | |||
+ | // Funkcja wywołującą funkcję ze skryptu Lua i zwracająca otrzymany wynik | ||
+ | int luaSub(int x, int y) | ||
+ | { | ||
+ | |||
+ | int sub = 0; | ||
+ | |||
+ | // nazwa funkcji w pliku sub.lua | ||
+ | lua_getglobal(L, "sub"); | ||
+ | |||
+ | // pierwszy argument | ||
+ | lua_pushnumber(L, x); | ||
+ | |||
+ | // drugi agrument | ||
+ | lua_pushnumber(L, y); | ||
+ | |||
+ | // wywołanie funkcji z dwoma argumentami i jedną wartością zwracaną | ||
+ | lua_call(L, 2, 1); | ||
+ | |||
+ | // pobranie wyniku i zdjęcie ze stosu | ||
+ | sub = static_cast<int>(lua_tointeger(L, -1)); | ||
+ | |||
+ | lua_pop(L, 1); | ||
+ | return sub; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | int main() | ||
+ | { | ||
+ | int sub = 0; | ||
+ | |||
+ | // utworzenie maszyny wirtualnej Lua. | ||
+ | L = lua_open(); | ||
+ | |||
+ | // inicjalizacja standardowych bibliotek | ||
+ | luaL_openlibs(L); | ||
+ | |||
+ | // wczytanie skryptu Lua | ||
+ | if (luaL_dofile(L, "sub.lua")) | ||
+ | { | ||
+ | // Walidacja wcztania skryptu | ||
+ | std::cout << "Error while running script: " << lua_tostring(L, -1) << std::endl; | ||
+ | return 1; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | // wywołanie funkcji | ||
+ | sub = luaSub( 10, 15 ); | ||
+ | |||
+ | std::cout << "Substraction: " << sub << std::endl; | ||
+ | |||
+ | // zamknięcie maszyny wirtualnej | ||
+ | lua_close(L); | ||
+ | return 0; | ||
+ | |||
+ | } | ||
+ | |||
+ | </code> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Wywoływanie funkcji C++ w kodzie Lua === | ||
+ | |||
+ | Spróbujmy zrobić wykonać to samo zadanie odwrotni. Wywołajmy funkcję napisaną w C++ w kodzie Lua. Funkcje w Lua są wywoływane używając wskaźnika na funkcję: | ||
+ | |||
+ | ''typedef int (*lua_CFunction) (lua_State *L);'' | ||
+ | |||
+ | Wynika z tego, że funkcje przyjmują jako argument interpretator Lua i zwracają wartość int. Napiszmy funkcję w C++, która będzie liczyła sumę liczb przekazanych do funkcji, których liczba będzie zmienna: | ||
+ | |||
+ | **Listing 9** Funkcja liczącą sumę podanych liczb w C++ wywoływana z poziomu kodu Lua. | ||
+ | |||
+ | <code cpp> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | #include <iostream> | ||
+ | |||
+ | // dołączenie nagłówków Lua | ||
+ | extern "C" | ||
+ | { | ||
+ | #include "lua.h" | ||
+ | #include "lualib.h" | ||
+ | #include "lauxlib.h" | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | |||
+ | // Interpretator Lua | ||
+ | lua_State* L; | ||
+ | |||
+ | // Funkcja przygotowana do wywołania w kodzie Lua | ||
+ | static int suma(lua_State *L) | ||
+ | { | ||
+ | // pobranie liczby argumentów | ||
+ | int n = lua_gettop(L); | ||
+ | |||
+ | int suma = 0; | ||
+ | |||
+ | // sumowanie argumentów | ||
+ | for (int i = 0; i < n; ++i) | ||
+ | suma += lua_tonumber(L, i); | ||
+ | |||
+ | // zwrócenie sumy | ||
+ | lua_pushnumber(L, suma) | ||
+ | |||
+ | // zwracamy ilość wartości zwracanych przez funkcję | ||
+ | return 1; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | |||
+ | int main() | ||
+ | { | ||
+ | int sub = 0; | ||
+ | |||
+ | // utworzenie maszyny wirtualnej Lua. | ||
+ | L = lua_open(); | ||
+ | |||
+ | // inicjalizacja standardowych bibliotek | ||
+ | luaL_openlibs(L); | ||
+ | |||
+ | // wczytanie skryptu Lua | ||
+ | if (luaL_dofile(L, "zpr.lua")) | ||
+ | { | ||
+ | // Walidacja wcztania skryptu | ||
+ | std::cout << "Error while running script: " << lua_tostring(L, -1) << std::endl; | ||
+ | return 1; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | // zamknięcie maszyny wirtualnej | ||
+ | lua_close(L); | ||
+ | return 0; | ||
+ | |||
+ | } | ||
+ | |||
+ | </code> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | **Listing 10** Przykład wywołania w skrypcie Lua funkcji napisanych w C++ | ||
+ | <code cpp> | ||
+ | |||
+ | --zpr.lua | ||
+ | srednia , sum = f_srednia(10, 20, 30, 40, 50) | ||
+ | print("Srednia wynosi: ", srednia) | ||
+ | </code> | ||
- | === Wywoływanie funkcji C++ w Lua === | ||
- | BUUU | ||
==== Więcej informacji ==== | ==== Więcej informacji ==== |