Lua: 好的, 坏的, 和坑爹的

来源： http://blog.csdn.net/xoyojank/article/details/12762909

在我使用Lua编程整整9个月后, 是时候停下来反省一下这段经历了. 过去了几年里, 我使用了各式各样的语言:Perl (soaplite.com, 还有其它的项目, 包括我现在的咨询工作), C (DHCPLite 和 ping-pong juggling robot), JavaScript (Google Maps相关经验 和 canvas), MATLAB (ping-pong juggling robot), 等等, 从Turbo Pascal 到 F# -- 比较一下Lua和我接触过的其它语言是一件非常好玩的事情. 我已经使用Lua完成了一些不同类型的项目: 一个远程调试器(MobDebug), 扩展了一个LuaIDE (ZeroBrane Studio), 一个移动应用程序 (LuaRemote), 一些教育性的脚本 (EduPack), 还有一个使用Lua在浏览器画板上进行绘图的demo.

虽然我已经见过很多提到Lua的好和坏的列表 (例如, Lua的优势, 为什么使用Lua, 为什么Lua没有得到广泛地应用, Lua的优点,Lua的好和坏, Lua对比JavaScript, 还有Lua的陷阱), 但是有些特性坑死爹了, 还有些他们忘了提, 所以我就自己搞了个列表. 虽然这说不上非常专业, 也没有覆盖到语言的每个方面 (如 math 和string 库), 但这是根据我的编程语言经历得出来的.

好的

• 小巧: 20000行C代码 可以编译进182K的可执行文件 (Linux下).
• 可移植: 只要是有ANSI C 编译器的平台都可以编译. 你可以看到它可以在几乎所有的平台上运行:从 microcontrollers  Lego Minstorms NXT, 到 移动平台, 到 游戏主机,甚至 浏览器 (翻译成JavaScript).
• 作为一个嵌入式可扩展语言 提供了简单直接的 C/C++交互接口.
• 足够快:见 与其它语言的性能比较, 还有一个 JIT编译器可以显著地提高多数任务的性能; 对于那些仍然对性能不满意的人, 可以把关键部分使用C实现, 然后与其集成, 这样还可以享受其它方面的好处. [3/9/2013更新]替换已经消失的结果为 benchmarksgame.
• 文档完善: 参考手册, 书籍, wiki, 6页的简短参考 等.
• 友好和热情的社区. 在杰出的文档, wiki, 邮件列表, 和 StackOverflow中,没有什么问题没有我找不到答案的.
• 适合初学者和非程序员的简洁语法. Lua 从 Modula (Pascal的分支, 已经广泛应用于教育做为教学语言)借鉴了多数的控制语法. 我现在仍然记得早期使用过Philippe Kahn的快速而优雅的 Turbo Pascal IDE.
• 集成的解释器:只需要在命令行下运行 

  lua

  .
• 先天的协程支持, 用于实现 迭代器 和非抢占式多线程.
• 低延迟的增量垃圾回收, 没有额外的内存开销, 低实现复杂度, 并且支持 weak tables.
• 强大并多样化的表 可以保存任意类型的数据 (除了 

  nil

  ) , 还可以使用任意类型的值进行索引 (除了 

  nil

  ): 

  {1, 2, 5, foo = "bar", [func] = "something", ["some spaces"] = value()}

  .
• 词法作用域.
• 一流的函数 和 闭包 支持的 函数式编程.
• 尾调用: 

  return functioncall()

  .
• 递归函数不需要事先声明: 

  local function foo() ... foo() ... end

  ; 注意这样不行 

  local foo = function() ... foo() ... end

  .
• 函数返回 多个值: 

  return 1, 2, 3

  . 调用者可以认为返回值是任意个数的: 如果多于3个, 其余会被丢弃; 如果少于3个, 那其它的会是未初始化的 

  nil

  .
• 函数允许变化的变量个数, 

  function foo(...) local args = {...}; bar(param, ...) end

  .
• Table可以 "拆包" 成参数列表,

  unpack

   (或 Lua 5.2的 

  table.unpack

  ): 

  print(unpack({1, 2, 3}))

   打印

  1 2 3

  .
• 操作环境变量 (

  Lua 5.1中的getfenv

   和

  setfenv

   和

  Lua 5.2中的_ENV

   操作), 此外还可以构造 沙盒 .
• 同时赋值多个变量: 

  local a, b, c = 1, 2

  , 

  x, y = y, x

  , or 

  a, b = foo()

  .
• 多行字符串 (using 

  [[...]]

  ; 可以使用 

  [[...[=[...]=]...]]

  )包含和注释 (

  --[[...]]

  ).
• 可选的分号语句分隔符 (多数用于解决模棱两可的的情况 

  a = f; (g).x(a)

  ).
• 重载使用 metatables.
• 元编程 可以根据你的 DSL修改抽象语法树来创造新的语法.

• for

   语句有两种形式: generic (使用迭代器: 

  for a in iter() do ... end

  ) 和 numeric (使用数字: 

  for a = 1, 5, 0.1 do ... end

  ); 数字的这个支持各种类型的步进 (不仅仅是整数).
• 函数调用的语法糖 (

  f'string'

  , 

  f"string"

  , 

  f[[string]]

  , and

  f{table}

  )和方法调用(

  obj:m()

  ).
• 简单而强大的 调试 库.

与众不同的

• 表和字符串索引从1而不是0开始.
• 对一个表中的值赋 

  nil

   会从表中删除它. 这就是说对于不存在的值返回 

  nil

   , 所以元素存不存在跟它是不是 

  nil

  是同一个问题. 

  a = {b = nil}

   产生一个空表.
• 没有独立的整数类型; 数字类型 表示的是实数.
• 没有类; 面向对象 使用 表 和 函数实现; 继承使用 metatable 机制实现.
• 方法调用使用 

  object:method(args)

   的写法, 与 

  object.method(object, args)

   的写法是等价的, 但 

  object

   只取值一次.

• nil

   和

  false

   是仅有的表示假的值; 0, 0.0, "0" 等其它的一切值都是

  true

  .
• 不等于是 ~= (例如, 

  if a ~= 1 then ... end

  ).

• not, or, and

   操作符是逻辑运算符.
• 赋值是语句, 这就意味着没有 

  a=b=1

   或

  if (a=1) then ... end

  的写法.
• 没有 

  a+=1

  , 

  a++

  , 或其它简写形式.
• 没有 

  continue

   语句, 尽管有一个 解释 和一堆的替代品, 如在循环中使用 

  repeat break until true

   跳出 或者使用一个Lua 5.2中的

  goto

   语句.
• 没有 

  switch

   语句.
• 某些上下文可能会用到括号; 例如, 

  a = {}; a.field

   正常, 但

  {}.field

   不行; 后者需要这样写 

  ({}).field

  .
• 循环的控制变量默认是局部的,  循环完了就没了.

• for

   循环中的极限和步进值是 缓存过的; 这意味着 

  for i = init(), limit(), step() do ... end

   中的三个函数 

  init

  , 

  limit

  , 和

  step

   只在循环开前调用过一次.
• 条件 和其它控制语言不需要括号.
• 字符串和数字会自动转换 (需要一个数字时提供一个字符串, 反之亦然), 除了相等比较: 

  0 == "0"

   为

  false

  , 

  {} ~= 1

   为 

  true

  , 还有

  foo["0"]

   和

  foo[0]

   引用的是表中不同的值; 其它关系运算符会在比较不同类型的值时产生错误.
• 逗号和分号 都可以作为表中的元素分隔符; 也同样都可以作为 可选的分隔符 放在结束括号前: 

  a = {a = 1, b = 2, }

  .
• 比想像中还要少的内部组件; 可能一些人觉得这就像 "电池没有包含在内"一样. 从另一个角度来看, 这成就了它的紧凑而又可移植的核心, 不过同时有一些库可以进行补偿, 如 LuaRocks 和Penlight.

坏的

• 有限的错误处理支持 (使用pcall 和xpcall),尽管有些人 争论这已经够用了 , 只需要加一些语法糖和特性支持 (如确定性的finalizer).  

  pcall

   和

  error

   的组合十分强大, 特别是 

  error

   可以返回任何东西 (例如一个表)而不是仅仅是一个字符串, 但是 

  catch ... finally

   结构在多数情况下可能更加清晰直观.
• 默认是全局的作用域 (这么说对 Lua 5.2不公平, 它已经没有全局了). 有一个 strict 模块要求所有全局变量都需要初始化. 虽然我并没有很多问题是由未初始化的全局变量引起的, 但还是把它放到"坏的"分类, 因为有一次我犯了一个错误, 在调用一个"next"变量时没有局部化它, 引起一个问题 就是迭代器覆盖了另一个模块的next 函数.
• 没有Unicode 支持 (最起码

  string.len

   和模式识别函数需要识别 Unicode 字符); 不过有一个ICU库的 绑定 实现了Unicode支持. 可以看一下这条 消息 和后续总结的的关于现有的支持和

  string.*

   需要什么样的修改.
• 有限的模式匹配支持, 尽管已有的也十分强大.在使用了15 年 Perl后, 我非常想念其中的一些正则表达式特性(多数是前向搜索, 可选组 

  (group )?

  , 还有组内组), 没有任何一个都是会增加实现复杂度的. 对于需要更强大的正则表达式的人可以使用 LPeg 和它的 re 模块.
• 没有三目运算符; 有一些替代品. 一般我使用 

  foo = test and value1 or value2

   形式,   

  value2

   在

  test

   和

  value1

   都为 

  false

  时可以赋值.
• 没有内置POSIX函数. 虽然有 luaposix 模块, 但是它需要编译, 这并不是一个好的选择. 尽管对于这个我并没有很强的需求, 但是每当我需要获取/设置一个环境变量时总会直观想到去访问 

  getenv

   和

  setenv

    [6/1/2012更新]  miko 在评论中提到, 有 os.getenv, 但是没有相应的 

  os.setenv

  .
• 没有类/对象 finalizer. Lua 通过 __gc metamethod提供finalizer 的功能 , 但它只能用于自定义类型 (不是表), 并且不能跟其它语言的相应功能匹配, 举例来说, Perl中的 DESTROY 和 END方法. [05/27/2012更新]  Lua 5.1中有一个没有文档说明的 newproxy特性, 它实现了表的 finalizers; Lua 5.2 移除了这个特性的同时增加了 表的__gc元方法.
• 没有Lua和C代码之间的yielding: 

  coroutine.yield

   在跨越 Lua/C 边界调用时会失败 

  attempt to yield across metamethod/C-call boundary

  . 我在使用 luasocket和协程进行异步编辑时多次遇到过这个错误, 最后使用 copas 模块解决. 在Lua 5.2中这个问题得到解决.

坑爹的

• 表中元素的个数并不是很容易获取, 结果取决于你怎么做 (或你怎么定义"长度"). 这可能不是个意外, 因为Lua提供了强大的表并支持灵活的索引方式 (数字或其它Lua类型, 除了 

  nil

  ). Lua中的表有两部分:  "数组" 部分(使用 

  t = {1, 2, 3}

  生成) 和 "哈希" 部分(使用

  t = {a = "foo", ["b"] = 2}

  生成); 这两者可以灵活地结合在一起. 

  #table

   返回最短的"数组"部分长度(没有任何缺口) 而

  table.maxn(t)

   返回最长的 "数组" 部分(Lua 5.2移除了这个函数). "哈希" 部分没有定义长度. 两者都可以使用 

  pairs

   方法进行遍历, 同时允许你对其中的元素进行计数. 然而, 

  print(#{1, 2, nil, 3})

   打印4 却不是想像中的 2 ,

  print(#{1, 2, nil, 3, nil})

   打印的则是2. 我确信有一个合理的理由解释它, 但是现在说是就是"坑爹"的地方. [11/17/2012更新] FireFly 在评论中提到, Lua 5.2 中表的长度 只定义成 没有洞的.

• return

   必须是语句块中的最后一句; 也就是说,

  function foo() print(1); return; print(2) end

   会触发一个错误 

  'end' expected...

   或 

  unexpected symbol near <whatever statement you have after 'return'>

   (这取决于在

  return

   之后有没有分号). 没有人会这样写, 除非你在调试, 但我却被它坑了好几次. 原本我想把它放进"与众不同的"分类, 但是我发现它前后矛盾. 在一个不能使用 

  return

  的地方却能使用 

  do return end

   . [5/19/2012更新] 这同样出现在 

  break

   语句上, 虽然在Lua 5.2中 

  break

   不再必须是语句块的最后一句了.
• 函数只返回一个值但它并不是列表中的最后一个; 如:

  function f123() return 1, 2, 3 end
  function f456() return 4, 5, 6 end
  print(f123(), f456()) -- prints 1, 4, 5, 6
  print(f456(), f123()) -- prints 4, 1, 2, 3

  这个 

  return

   的行为也受到这条规则约束: 

  return f456()

   返回3个值, 但

  return (f456())

   只返回一个值 (注意多出的括号). 关于这个语言特性有 很好的文档, 但我仍然认为它太坑爹了 (或许在旁人看来它是优点).

总的来说, 到目前为止我很享受这个语言带来的简洁和便利, 尽管有些东西跟我之前的做法有点不一样. 特别是在8岁的儿子很快地学会了Lua的语法后, 我觉得自己的那些关于 Turbo Pascal 的经历已经过时了.

Posted by Paul Kulchenko on Sunday, March 25, 2012 at 5:22 PM