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<title>道可叨 | Programming in Lua 笔记 </title>
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<meta name="author" content="Qiang">
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<a href="https://zhuoqiang.github.io">
<h1 i18n>道可叨</h1>
<h2>Free Will</h2>
</a>
</hgroup>
</header>
<section>
<article>
<header>
<h1><a href="https://zhuoqiang.github.io/programming-in-lua-notes.html">Programming in Lua 笔记</a></h1>
</header> <div>
<section>
<p>最近花了两天读完了《Programming in Lua》。本书不但教授如何使用 Lua 语言，还顺带解释了为什么 Lua 会设计成现在这样子，很有价值。</p>
<div class="contents local topic" id="id1">
<ul class="simple">
<li><a class="reference internal" href="#lua" id="id5">Lua 的特点: 小快灵</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id2" id="id6">Lua 的缺点: 少活简</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id3" id="id7">感想</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id4" id="id8">总结</a></li>
</ul>
</div>
<div class="section" id="lua">
<h2><a class="toc-backref" href="#id5">Lua 的特点: 小快灵</a></h2>
<ul class="simple">
<li>小: 整个 Lua 包括标准库只有 2 万行代码，解释器大小 200 KB。占用的内存也很小</li>
<li>快: 经过手工调优基于寄存器的虚拟机，加上增量式的标志清扫垃圾收集器。Lua 可算是运行速度最快的脚本语言了。另一方面，灵活的语法和数据结构也大大加快了开发速度</li>
<li>灵: 使用方式灵活多样。可做为脚本语言直接使用;也可嵌入宿主程序中做脚本引擎 (如魔兽世界);还可直接调用 C 编写的扩展</li>
</ul>
</div>
<div class="section" id="id2">
<h2><a class="toc-backref" href="#id6">Lua 的缺点: 少活简</a></h2>
<ul class="simple">
<li>少: 标准库的功能太少。自限于标准 C 的框框中，导致很多基本功能缺失，例如正则表达式，系统线程，目录操作等</li>
<li>活: 灵活的语法和数据结构固然能加快开发速度，但往往也使人容易犯下不着边际的错误。非常考验团队的编码纪律。特别是变量使用前不用定义，变量默认全局范围，类型自动协变这些设定</li>
<li>简: Lua 的哲学之一是只提供机制，而不提供设施。导致很多用法是靠着惯例和潜规则来支撑的。对普通应用来说是简约，但对稍复杂的就显得简陋了</li>
</ul>
</div>
<div class="section" id="id3">
<h2><a class="toc-backref" href="#id7">感想</a></h2>
<ul>
<li><p class="first">Lua 太执着于标准 C 了，这种偏执让其保有极端的可移植性与可扩展性。例如 Lua 对库搜索路径的处理用巧妙的方式有意避开了文件路径，仅仅因为标准 C 中没有文件路径这个概念。自困于标准 C 直接导致了 Lua 的 os 库不能使用 POSIX API，几乎毫无用处。但也正是这个决定，让扩展非常方便，第三方很容易就写出 POSIX 的库供 Lua 使用。权衡得失，这个坚持还是相当大胆有效的</p>
</li>
<li><p class="first">由于正则表达式的实现过于庞大 (相比 Lua 其它部分来说)，Lua 放弃了对它的支持，转而实现自己的字符串模式匹配方式。这是一个败笔。功能上的不同倒在其次，最重要的是大家要重新学习一套新的匹配规则。原有的经验知识浪费了。</p>
</li>
<li><p class="first">表 (table) 是 Lua 中唯一的数据结构，这也是从“小”来考虑的。带来的结果就是“活”与“简”的缺点。功能上来说，table 顶替 array, stack, map 等数据结构完全没有问题，性能上由于实现的巧妙性，也能接受。可问题在于 table 太灵活了，我们之所以使用某类数据结构，有时正是看中了它的限制。限制有利于开发者的沟通交流协同一致。极端的例子就是把表当数组使用时下标要从 1 开始，这个规矩居然只是惯例而非强制，太考验开发人员的素质了</p>
</li>
<li><p class="first">对于用 <tt class="docutils literal">end</tt> 做结束符我有天生的抵触，Ruby 也是一例。Lua 的语法太过随意。末位的分号可以省略; 代码可以没有任何分割符挤在一行里; table 元素的分割符可用分号也可用逗号; 单参数函数调用可以省略括号 ... 也只有脚本语言能用这么灵活的语法。这方面我很喜欢 Python 的设定，语法严谨简单，没有这么多的例外</p>
</li>
<li><p class="first">Lua 中有两个语法设定是亮点:</p>
<ul class="simple">
<li>table 中末位元素允许可选的分割符</li>
<li>多行字面字符串和多行注释可以自选括号样式</li>
</ul>
<p>前者方便了机器，后者方便了人。Json 规范如果当初规定末位元素可以有可选分割符的话，那 json 的模板生成代码就不用单独对最后的元素做特殊处理了</p>
</li>
<li><p class="first">变量不经定义就能使用，这实在是最大的败笔</p>
</li>
<li><p class="first">命令行参数列表的设定很有意思，可以通过负数下标来往前找 Lua 的启动参数</p>
</li>
<li><p class="first">Lua 是弱类型语言，字符串和数字之间可以隐式转换。这是个错误，好处没有坏处一堆。书的作者对此也持负面看法</p>
</li>
<li><p class="first">与 Python 一样，变量只是名字，绑定的值由运行时管理</p>
</li>
<li><p class="first">只有 <tt class="docutils literal">false</tt> 与 <tt class="docutils literal">nil</tt> 算是假，其它的都是真，包括空表和空字符串。用惯 Python 的人会感到意外</p>
</li>
<li><p class="first">数字只有 <tt class="docutils literal">double</tt> 类型。很漂亮的简化</p>
</li>
<li><p class="first">字符串可存任意数据，包括 <tt class="docutils literal">\0</tt> 。象 Python 一样 Lua 的字符串也是不可变的</p>
</li>
<li><p class="first">不明白为什么要加入特殊的 <tt class="docutils literal">#</tt> 号来取长度。加一个 <tt class="docutils literal">len</tt> 函数不就行了吗</p>
</li>
<li><p class="first"><tt class="docutils literal">a.name()</tt> 不同于 <tt class="docutils literal">a:name()</tt> 而 <tt class="docutils literal">a.name</tt> 也不是 <tt class="docutils literal">a[name]</tt></p>
</li>
<li><p class="first">table 用做 array 时，可能会有洞 (hole)，所以用 <tt class="docutils literal">#</tt> 获取元素数量是不准的。因为下标可以跳着定义，所以用 <tt class="docutils literal">table.maxn</tt> 算数量也是不准的。那用什么准 ? 得看你怎么用 table 了，这就是灵活的代价！写的时候，运用之妙存乎一心。等到维护代码的时候，就该骂娘了</p>
</li>
<li><p class="first">Lua 对函数式编程支持的很好。函数是一级值语义，可内部嵌套定义，可绑定 lexical scoping 变量，支持尾递归优化。这比 Python 半生不熟的 lambda 要好太多了</p>
</li>
<li><p class="first">把乘方操作符 <tt class="docutils literal">^</tt> 和取余操作符 <tt class="docutils literal">%</tt> 的操作数都扩展到了小数，有很多有趣实用的应用</p>
</li>
<li><p class="first">虽然字符串和数字之间能隐式转换，但在比较相等时，字符串和数字是绝对不等的。Lua 总算保住了最后的理性</p>
</li>
<li><p class="first">基于逻辑操作符的短路机制，有 <tt class="docutils literal">(x > y) and x or y</tt> 类似 C 中三元操作符 :? 的惯例，这点类似 Python 的 <tt class="docutils literal">(x>y) and x or y</tt></p>
</li>
<li><p class="first">定义局部变量要加 <tt class="docutils literal">local</tt> 限定符。如果不加默认是全局变量。这是鼓励使用全局变量啊，失败!</p>
</li>
<li><p class="first">基于块的局部变量作用域。这点比 Python 只有全局，函数级，和 nonlocal 三种要细致好用</p>
</li>
<li><p class="first"><tt class="docutils literal">switch</tt> 是必须的吗? Lua 和 Python 都不使用 <tt class="docutils literal">switch</tt> 而用 <tt class="docutils literal">if elif</tt> 代替了。编译型语言用 <tt class="docutils literal">switch</tt> 还可以方便编译器做优化，脚本语言确实没必要了</p>
</li>
<li><p class="first"><tt class="docutils literal">for</tt> 和 <tt class="docutils literal">iterator</tt> 结合，简化遍历语法。几种语言都有这种搞法 C++, Java, Python, C#</p>
</li>
<li><p class="first">如果只有一个参数，函数调用可以省略 <tt class="docutils literal">()</tt> 。这种为方便偷懒而定的例外，很难认同</p>
</li>
<li><p class="first">比 Python 更灵活的是，Lua 不检查入参个数是否匹配。检查参数的担子落在了函数调用方和函数实现者身上</p>
</li>
<li><p class="first">象 Python 一样，Lua 函数可以返回多个值。不同的是，在多个返回值的取法上，Lua 有一套复杂规则，Python 只有一个规则。高下立判</p>
</li>
<li><p class="first">Lua 的 <tt class="docutils literal">iterator</tt> 协议中包含了不变状态和控制变量，增强了性能。Lua 可以比作脚本语言中的 C，非常贴近虚拟机</p>
</li>
<li><p class="first">象其他脚本语言一样，Lua 也可以在脚本中直接执行脚本字符串。那怎么控制安全性呢? Lua 又提供了 environment 机制让你实现 sandbox。记得几年前市面上 Python 的虚拟主机非常少，一个重要的原因是 Python 的功能太强大，又没有成熟的 sandbox 机制来控制，很难限制用户</p>
</li>
<li><p class="first">异常机制允许指定是哪层的问题，这个设定很新颖</p>
</li>
<li><p class="first">因为 ANSI C 标准没有线程，Lua 用非对称的协程来补缺。这比 Python 半调子的 <tt class="docutils literal">generator</tt> 要好很多。当然，单个 Lua 没法利用多核优势</p>
</li>
<li><p class="first"><tt class="docutils literal">metatable</tt> 与 <tt class="docutils literal">metamethod</tt> 是个因繁就简的方案。再一次体现了 Lua 通过把机制直接暴露给用户来达到小快灵的设计理念</p>
</li>
<li><p class="first">每个函数都可以设置自己的私有环境，这应该是针对 Lua 变量不用定义，默认全局范围语义的一个修正。早知如此，何必当初！</p>
</li>
<li><p class="first">Lua 的对象模型与 javascript 一样，是基于 prototype 而非 class 的，非常灵活。要模拟 class 对象模型可以有多种方案。如果是编译型语言，基于 prototype 的对象模型实用吗 ?</p>
</li>
<li><p class="first">与 C 交互的接口使用栈来进行，简化了 C 接口模型。不过写起程序来稍微费点事。好在可以用第三方库来简化这些工作。</p>
</li>
<li><p class="first">Lua API 总是需要显示传入一个 <tt class="docutils literal">state</tt> 来指明是哪一个栈环境，而没有依赖任何全局变量，这使得 Lua 的解释器并发无碍</p>
</li>
<li><p class="first">在 5.1 版的 API 中，内存分配策略也可以定制。这里 API 的设计非常合理，包含了一个分配函数和一个用户数据指针。Lua 也提供了缺省的内存分配器</p>
</li>
<li><p class="first">关于垃圾收集器常遇到的 finalize, weak pointer，控制 gc 避免性能波动等问题，Lua 一个都没少。习惯了 C++ RAII 还真是觉得 GC 这套太麻烦了</p>
</li>
</ul>
</div>
<div class="section" id="id4">
<h2><a class="toc-backref" href="#id8">总结</a></h2>
<p>Lua 是一门局限性很大的语言，由于其小快灵的特点，在游戏脚本，编写扩展等领域是非常好的选择。可一旦程序上规模就会捉襟见肘。其极端的灵活性和简陋的设施，并不适合大团队协同开发。这年头语言层出不穷，新语言要想得到市场认可，四平八稳的设计思路是很难出头的。Lua 很多近乎偏质的设计决定，正是它得以流行的关键。</p>
<p>当然，Lua 还远谈不上是一门好语言。我一向认为，编程语言本身需肩负起教育与规劝的责任，应该用精巧的限制和有力的规则来避免码农犯愚蠢的错误。相反，把过多的自由交给无知的键盘，只会带给世界更多的垃圾代码。</p>
</div>
</section>
</div>
<footer>
<p>
<time datetime="2012-05-02T01:20:00+08:00" pubdate>2012-05-02</time><a href="https://zhuoqiang.github.io/category/programming.html"><span class="category" i18n>programming</span></a>
</p>
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