4.2 Среда и составные части

Все инструкции в Lua выполнены в глобальной среде. Эта среда будет инициализирована обращением к lua_open и сохранится до обращения к lua_close или до завершения ведущей программы. В случае необходимости программист может создавать много независимых глобальных сред и свободно переключаться между ними.

Глобальная среда может управляться Lua-кодом или ведущей программой, которая может читать и писать глобальные переменные, используя функции API из библиотеки, которая предоставлена Lua.

Глобальные переменные в Lua не должны быть объявлены. Любая переменная считается глобальной, пока не объявлена явно как локальная. Перед первым назначением, значение глобальной переменной nil (это значение по умолчанию может быть изменено, подробности в разделе 4.4.8). Таблица используется, чтобы хранить все глобальные имена и значения (таблицы объясняются в разделе 4.3).

Модуль выполнения Lua назван составной частью. Это просто последовательность инструкций, которые выполнены последовательно. Каждая инструкция может факультативно сопровождаться точкой с запятой:

chunk ::= {stat [`;']}

Инструкции описаны в разделе 4.4.4. Запись выше представляет собой обычный расширенный BNF, в котором {a} соответствует 0 или более объектов a [a] означает факультативный a, а (a)+ задает один или большее количество a. Полный синтаксис Lua дан в BNF.

Составная часть (chunk) может быть сохранена в файле или в строке в ведущей программе. Когда chunk выполняется, сначала проводится прекомпиляция в байт-код для реальной машины, а затем инструкции будут выполнены в последовательном порядке, моделируя действительную машину. Все модификации глобальной среды сохраняются после окончания работы кода.

Chunk также может быть прекомпилирован в двоичную форму и сохранен в файле. Подробности есть в описании программы luac. Текстовые файлы с кодом и их двоичные прекомпилированные формы взаимозаменяемы. Lua автоматически обнаруживает тип файла и действует соответственно.

4.3 Типы и тэги

Lua представляет собой dynamically typed language. Это означает, что переменные не имеют типов, а только значения. Следовательно, не имеется никаких определений типов на языке. Все значения несут их собственный тип. Помимо типа все значения также имеют тэг.

Имеются шесть базисных типов в Lua: nil, number (число), string (строка), function (функция), userdata (пользовательские данные) и table (таблица). Nil тип значения nil, чье основное свойство должно отличаться от любого другого значения. Number представляет реальные (двойная точность с плавающей запятой) числа, в то время как string имеет обычное значение. Lua нормально понимает 8-разрядные символы, так что строки могут содержать любой 8-разрядный символ, включая вложенные нули ('\0'). Подробности в разделе 4.4.1. Функция type возвращает строку, описывающую тип данного значения (подробности в разделе 4.6.1).

Функции рассматриваются как значения первого класса (first-class values) в Lua. Это означает, что функции могут быть сохранены в переменных, переданы как параметры другим функциям и возвращены как результаты. Lua может вызывать и управлять как функциями, написанными на Lua, так и функциями, написанными на C. Два вида функций могут различаться их тэгами: все функции Lua имеют тот же самый тэг, и все функции C имеют свой тэг, который отличается от тэга функций Lua. Функция tag возвращает тэг данного значения (подробности в разделе 4.6.1).

Тип userdata обеспечивается, чтобы позволить произвольным C-указателям быть сохраненными в Lua-переменных. Этот тип соответствует void* и не имеет никаких предопределенных операций в Lua, за исключением теста равенства и назначения. Однако, используя методы тэгов, программист может определять операции для значений userdata. Подробности в разделе 4.4.8.

Тип table осуществляет ассоциативные массивы, то есть массивы, которые могут быть индексированы не только числами, а любыми значениями (за исключением nil). Следовательно, этот тип может использоваться не только, чтобы представить обычные массивы, но также и символные таблицы, наборы, записи, графы, деревья и т.д. Таблицы представляют собой основной механизм, структурирующий данные в Lua. Чтобы представлять записи (records), Lua использует имя поля как индекс. Язык поддерживает это представление, обеспечивая a.name как синтаксический аналог для a["name"]. Таблицы могут также нести методы: поскольку функции представляют собой значения первого класса, поля таблицы могут содержать функции. Форма t:f(x) синтаксический аналог для t.f(t,x), который вызывает метод f из таблицы t прохождением таблицы непосредственно как первый параметр (подробности в разделе 4.4.5.9).

Обратите внимание, что таблицы представляют собой объекты, а не значения. Переменные не содержат таблицы, только ссылаются на них. Назначение, обработка параметра и возврат всегда управляют ссылками на таблицы и не подразумевают никакого вида копирования. Кроме того, таблицы должны быть явно созданы прежде, чем используются. Подробности в разделе 4.4.5.7.

Каждый из типов nil, number и string имеет свой тэг. Вообще, очень многое в Lua построено именно вокруг тэгов. Все значения каждого из этих типов имеют тот же самый предопределенный тэг. Как объяснено выше, значения типа function могут иметь два различных тэга в зависимости от того, являются ли они функциями Lua или функциями C. В заключение, значения типов userdata и table могут иметь переменные тэги, назначенные программистом (подробности в разделе 4.4.8). Функция tag возвращает тэг данного значения. Пользовательские тэги могут быть созданы функцией newtag. Функция settag используется, чтобы изменить тэг таблицы (подробности в разделе 4.6.1). Тэг значений userdata может быть установлен из C (подробности в разделе 4.5.7). Тэги главным образом используются, чтобы выбрать соответствующие методы тэгов, когда происходят некоторые события. Методы тэгов представляют собой основной механизм для распространения семантики Lua (подробности в разделе 4.4.8).