程式人雜誌 -- 2014 年 2 月號 (開放公益出版品)

程式短訊:Lua 語言簡介

Lua 是一個輕量級的程式語言,該語言是由巴西的 Computer Graphics Technology Group (Tecgraf) 這家公司的員工 Roberto Ierusalimschy, Luiz Henrique de Figueiredo, and Waldemar Celes 等人所創造的。

讀者可能會感到驚訝,為何會有一個來自巴西的程式語言呢?關於這件事,其實是有歷史典故的。很多技術的創新,其實都來自於某個歷史意外,Lua 語言的發明也是如此。

在 1977 年到 1992 年之間,巴西對電腦軟硬體進行了嚴格的貿易管制保護措施,很多需要電腦軟硬體的公司無法買到國外的軟硬體,於是 Tecgraf 這家主攻「電腦繪圖與使用者介面」的公司就只好自行發展「程式語言與開發工具」,並且提供給客戶使用。

在設計出 Lua 之前,Tecgraf 其實已經創造過 SOL (Simple Object Language) 與 DEL (data-entry language) 這兩個程式語言,但這兩個語言並沒有甚麼「流程控制」的語法,於是他們吸取了 SOL 與 DEL 的設計經驗,然後再參考了 「Modula 語言的 控制結構 (if, while, repeat/until)」,以及 「CLU 語言的 (多重指定、多傳回值) 等特性」,還有 「SNOBOL、AWK 中的字典 (associative arrays) 概念」,最後創造出了一種語法非常簡易的語言,那就是 Lua。

為何叫做 Lua 呢?Lua 一詞是葡萄牙語中「Luna」(月亮)的意思,因為其前身 SOL 語言的葡萄牙語意義為「太陽」,所以下一個語言就自然叫做「月亮」囉!

Lua 的語法非常的簡單,其 BNF 語法寫起來只有一頁,因此可以說是世界上最簡單的語言之一 (雖然 LISP 的語法比 Lua 更簡單,其 BNF 應該只要兩三行就寫完了,但是寫起來卻很不容易閱讀;而 Lua 則是容易讀容易寫,但是 BNF 語法就比 LISP 稍長了一些)。

由於這種簡易的特性,後來 Lua 被廣泛使用在各種遊戲引擎裏做為「腳本語言」(Script Language) 使用,列表如下:

另外、Lua 也常被各式各樣需要腳本語言的工具軟體使用,像是 Damn Small Linux、Wikipedia template engine、Wireshark、Nginx、LuaTeX、Adobe Photoshop Lightroom 等軟體裏都有內嵌 Lua 腳本語言。

筆者之所以對 Lua 感興趣,主要是因為我們正在進行「開放電腦計畫」,該計劃採用 KISS (Keep It Simple and Stupid) 的極度簡化原則,希望讓整台電腦的軟硬體設計都達到最簡易的程度。

當我看到 Lua 的 BNF 語法時,感覺非常驚訝。因為我發現自己不可能設計得比 Lua 更好了,於是我決定要在「開放電腦計畫」中以 Lua 做為主要的程式語言,並開始研究 Lua 的編譯器與解譯引擎。

筆者學習 Lua 的主要目的是為了創造開放電腦計畫中的編譯器與解譯器。官方版 Lua 預設的編譯器是用 C 語言寫成的,不過也有其他人寫出用 Lua 寫的 Lua 解譯器與編譯器,以下是相關資訊的網址:

另外、也有像 LuaJIT 與 LLVM-Lua 這樣的立即編譯引擎 (Just in Time Compiler),或許對「開放電腦計畫」也是有用的,以下是其網址:

而且、在 LuaWiki 這個網站中,也有不少關於 Lua 原始碼與實作的研究,您可以從下列網址找到:

當我開始做這件事情時,竟發現自己深深的被 Lua 迷住,我簡直愛死這個月亮了!

如果您用過 JavaScript,應該會覺得這個語言怎麼這麼簡單又強大。但是當您看過 Lua 之後,可能會覺得 JavaScript 還是有點複雜,因為 Lua 感覺就像是「脫光光」的 JavaScript,沒有任何一點累贅的語法啊!

參考文獻

【本文由陳鍾誠取材並修改自 維基百科,採用創作共用的 姓名標示、相同方式分享 授權】