zpr c++ quick reference

Ta strona jest tylko do odczytu. Możesz wyświetlić źródła tej strony ale nie możesz ich zmienić.
====== Łączenie języka C++ i Lua ======

Szymon Jabłoński M1ISI

==== Wstęp ====

Głównym celem stosowania języków skryptowych jest możliwość ingerencji w istniejący system(np. silnik gry) bez konieczność znajomości i ingerencji w kod źródłowy. Przykładami języków skryptowych są np. Bash, Python, Perl, PHP, UnrealScript czy interesująca nas Lua.

Języki skryptowe znalazły swoje zastosowanie w procesie tworzenia gier komputerowych np. w agorytmach sztucznej inteligencji(sterowanie postaciami Non-Playable Characters), obsługi interfejsu gry czy sterowaniem przebiegiem fabuły(np. dialogi). Jednym z najczęściej wybieranym językiem okazał się język Lua. Zastosowany został w takich tytułach jak: Crysis, FarCry, Baldur's Gate, World of Warcraft czy nasz rodzimy Wiedźmin.

Innym popularną aplikacją wykorzystującą język Lua jest Adobe Lightroom, którego ok. 40% kodu źródłowego napisanego jest w Lua. Pełna lista gier i programów wykorzystujących Lua dostępna jest na stronie http://www.lua.org/uses.html

Lua jest językiem skryptowym łączącym ze sobą elementy języka proceduralnego o składni zbliżonej do języka Pascal, rozszerzonego o bardziej złożone konstrukcje opisu danych opartych na tablicach asocjacyjnych. Język został zaprojektowany w celu rozszerzenia funkcjonalności aplikacji, często jednak jest wykorzystywany jako samodzielny język.  Lua jest projektem open-source zaimplementowanym w języku C zgodnie ze standardem ANSI C,którego główną zaletą jest prostota, wydajność i przenośność kodu.

==== Wymagania ====

W celu rozpoczęcia pracy z językiem Lua musimy pobrać ze strony http://luabinaries.sourceforge.net/download.html skompilowane wersje bibliotek dla naszego systemu operacyjnego(do wyboru Windows, Linux oraz MacOS). Istnieje również możliwość pobrania kodu źródłowego i samodzielnej kompilacji : http://www.lua.org/ftp/.

Interesującymi projektami są również Lua for Windows : http://code.google.com/p/luaforwindows/, Lua for Linux: http://luaforge.net/projects/luaforunix/ oraz LuaRocks: http://www.luarocks.org/. Poza binarkami zawierają również edytory do tworzenie i debugowania skryptów Lua. 


==== Podstawy języka Lua ====

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)

**Listing 1** - program Hello World w Lua

<code cpp>

-- HelloWorld.lua
print("Hello from Lua!");
--[[
Przykład komentarza
umieszczonego w kilku liniach
]]

</code>


=== Konwencje leksykalne ===

  * W języku Lua identyfikatory mogą się składać z dowolnego łańcucha znaków alfanumerycznych lub znaku _.
  * Ograniczeniami są: zakaz rozpoczynania identyfikatora od cyfry oraz słowa zastrzeżone jak //and//, //or//, //break//, //else// itp.
  * Lua rozróżnia wielkość liter, więc For będzie oznaczał identyfikator zaś for będzie dotyczył pętli.
  * Komentarze rozpoczyna się podwójnym myślnikiem  i działa analogicznie jak  w C++, ignorowane są wszystkie znaki, aż do końca linii.
  * Istnieje również możliwość komentowania całego bloku kodu na kształt znanych z języka C, które w Lua zastąpione jest ciągiem --[[".


=== 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:

  * //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.

<code cpp>

print(type(a)) --> nil (zmienna 'a' nie została zainicjalizowana)
a = 10
print(type(a)) --> number
a = print
a(type(a)) --> function

</code>


W Lua dostępne są następujące operatory:

  * Operatory arytmetyczne: +, -, *, /;
  * Operatory porównania: ==, ~=, <, >, <=, >=-
  * Operatory logiczne: //and//, //or//, //not//

=== Instrukcje i funkcje ===


Instrukcje i funkcje
Lua obsługuje standardowy zestaw instrukcji
podobnych do tych stosowanych w języku
Pascal czy C. Istnieje możliwość definiowania
bloków instrukcji objętych słowami kluczowymi
do i end, które można kontrolować
poprzez break czy return. Na listę pojedynczych
instrukcji składają się:
• instrukcje przypisania =;
• instrukcje warunkowe, if/elseif/else/
end;
• pętle, for/do/end, while/do/end, repeat/
until/;
• wywołania funkcji;
• lokalne deklaracje zmiennych.
Instrukcja przypisania może dotyczyć kilku
zmiennych. Pojedyncze instrukcje mogą
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).

**Listing 3** - przykład stosowania funkcji i warunków logicznych, funkcja obliczająca silnie.

<code cpp>

-- obliczenie n!
function factorial (n)
if n == 1 then
return 1;
else
return n * factorial(n-1);
end
end
-- obliczenie 5!
print(factorial(5)); --> 120

</code>

=== Tablice ===

Najistotniejszymi strukturami danych w Lua są tablice asocjacyjne reprezentowane przez kolekcję par (klucz, wartość). Kluczem może być wszystko poza
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
wykorzystania tablic w Lua realizując
proste zbiory danych, listę jednokierunkową,
czy strukturę zawierającą zarówno atrybuty
jak i metody.



**Listing 4** - przykład wykorzystania tablic do realizacji zbiorów danych.

<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>




==== Integracja z C++ ====

=== Przygotowanie do pracy z Lua ===

=== Wywoływanie funkcji Lua w C++ ===

=== Wywoływanie funkcji C++ w Lua ===
BUUU

==== Więcej informacji ====

http://www.lua.org - strona domowa Lua.

http://www.lua.org/manual/5.1 - dokumentacja on-line Lua.

http://lua-users.org/wiki/ -  zbiór artykułów, dodatków i przykładów Lua

http://www.inf.puc-rio.br/~roberto/pil2/ - programowanie w Lua

http://code.google.com/p/luaforwindows/ - biblioteki i narzędzi dla systemu Windows.

http://luaforge.net/projects/luaforunix/ - biblioteki i narzędzi dla systemu Unix.

http://www.luarocks.org/ - deployment and management system for Lua modules.
zpr c++ quick reference

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Narzędzia strony
