# Lua

Lua (portugiesisch für Mond) ist eine imperative und erweiterbare Skriptsprache zum Einbinden in Programme, um diese leichter weiterentwickeln und warten zu können. Eine der besonderen Eigenschaften von Lua ist die geringe Größe des kompilierten Skript-Interpreters.
Lua-Programme sind meist plattformunabhängig und werden vor der Ausführung in Bytecode übersetzt. Obwohl man mit Lua auch eigenständige Programme schreiben kann, ist sie vorrangig als eingebettete Skriptsprache für andere Programme konzipiert. In dieser Hinsicht ist sie mit Tcl vergleichbar. Vorteile von Lua sind die geringe Größe von 120 kB, die Erweiterbarkeit und die hohe Geschwindigkeit, verglichen mit anderen Skriptsprachen.
Der Lua-Interpreter kann über eine C-Bibliothek angesprochen werden, die auch ein API für die Laufzeitumgebung des Interpreters für Aufrufe vom C-Programm aus enthält. Mittels des API können verschiedene Teile des Programmes in C (oder C++) und Lua geschrieben werden, während Variablen und Funktionen in beiden Richtungen erreichbar bleiben (d. h. eine Funktion in Lua kann eine Funktion in C/C++ aufrufen und umgekehrt).
Es gibt auch einen freien JIT-Compiler namens LuaJIT, der die Revision 5.1 der Sprache unterstützt.
Lua ist in ANSI-C implementiert und unterstützt imperative und funktionale Programmierung. Implementiert man jedoch selbst Objekte mittels Metatables, wird auch objektorientierte Programmierung möglich.

## Geschichte

Lua wurde 1993 von Roberto Ierusalimschy, Luiz Henrique de Figueiredo und Waldemar Celes in der Computer Graphics Technology Group der Päpstlichen Katholischen Universität von Rio de Janeiro in Brasilien entwickelt. Lua ist freie Software und wurde bis zur Version 4 unter einer eigenen BSD-Lizenz veröffentlicht, ab Version 5 unter der MIT-Lizenz.

## Verwendung

Lua kann sowohl zum Verfassen eigenständiger Programme verwendet werden als auch als eingebettete Sprache dienen.
Um einzelne Komponenten eines Computerspiels wie z. B. Konfigurationsdateien oder die KI von computergesteuerten Charakteren oder Gegnern von der Spiel-Engine zu trennen, kommt Lua bei der Entwicklung von Computerspielen oft zum Einsatz. Dies macht die meist teuer entwickelte Spiel-Engine flexibler und ermöglicht eine mit geringerem Aufwand verbundene Wiederverwendbarkeit, weshalb Lua im Bereich proprietärer Spiele verwendet wird. Lua wird zum Beispiel in dem bekannten Spiel „Roblox“ verwendet.
Auch einige insbesondere dynamische und Tiling-Fenstermanager nutzen Lua für Konfiguration und Steuerung, darunter awesome und Ion3.

## Syntax
### Datentypen

Neben den Datentypen nil, boolean, number (mit den internen Subtypen integer und float), string, function, userdata und thread kennt Lua als einzigen strukturierten Datentyp table (Tabelle).
Eine Tabelle ist ein assoziatives Datenfeld, also eine Ansammlung von Schlüssel-Daten-Paaren. Der Schlüssel (Index) kann dabei jeden Datentyp (außer nil) besitzen. Weiterhin wird unterschieden zwischen dem Zahlenschlüssel 1 und dem Stringschlüssel „1“. Die Indizierung von Tabellen beginnt im Gegensatz zu Sprachen, die der Programmiersprache C ähnlich sind, mit 1.
Zu den Tabellen gibt es in Lua auch metatable diese sind table die an einem Table gebunden sind. Jedoch kann man nicht einfach auf sie zugreifen, wenn man durch die Tabelle durchläuft. Metatable werden oft dafür verwendet, um einen nicht vorhandenen Index des Tables zu liefern, z.b. Table = {[1] = "String", [2] = 13, [5] = true}. In dem Fall fehlt der Index 3 und 4. Wenn jetzt aber ein Metatable daran gebunden ist, können die Indexe 3 und 4 aus diesem verwendet werden. Das verhindert, dass Lua die Schleife abbricht. Ohne die Metatable würde hier der Index 5 einfach nicht mehr mit gelesen werden. Metatable können mit setmetatable bearbeiten und erschaffen werden. Mit getmetatable kann die Metatable in einer Variable gespeichert werden.
Tabellen können auf folgende Weisen erzeugt werden:

### Funktionen

Funktionen können mit dem Schlüsselwort function erzeugt werden. Funktionen besitzen keine fixierte Anzahl an Parametern und Rückgabewerten.
Beim Aufruf der Funktion müssen nicht alle Variablen übergeben werden. Fehlende Parameter besitzen automatisch den Nullwert nil. Dasselbe gilt für Rückgabewerte. Dadurch lassen sich Funktionsüberladungen einfacher implementieren, das Vorkommen von Laufzeitfehlern steigt jedoch.

### Reservierte Schlüsselwörter

Das Schlüsselwort nil steht (neben false) für falsch und generell für nicht initialisierte Variablen oder nicht interpretierbare Werte.

### Beispielcode

Das klassische Hallo-Welt-Programm sieht wie folgt aus:
Kommentare können einzeilig sowie mehrzeilig verfasst werden:
Beispiel für eine Rekursion (Berechnung der Fakultät):
Mit den Kurzschlussoperatoren „and“ und „or“ kann die Funktion kürzer so geschrieben werden (dies entspricht dem Auswahloperator ?: von C und verwandten Sprachen):
Funktionen gelten in Lua als First-Class-Objekte. Das bedeutet insbesondere, dass Funktionen während der Laufzeit dynamisch erzeugt und (auch vorhandenen) Variablen zugewiesen werden können. Das folgende Beispiel zeigt, wie die Variable print (welche auf eine Standardfunktion der Lua-Bibliothek zeigt) mit einer anderen Funktion überschrieben wird:
Befehle in Lua können mit einem Semikolon abgeschlossen werden. Falls mehrere Befehle in einer Zeile stehen, erleichtert dies die Lesbarkeit des Codes.
Die Syntax lehnt sich an die von Pascal an, was besonders Anfängern den Einstieg in Lua erleichtert. Im Gegensatz zu von Pascal abgeleiteten Sprachen nutzt Lua jedoch „==“ und nicht „=“ als Vergleichsoperator, „=“ als Zuweisungsoperator (anstelle von „:=“ in Pascal) und „~=“ für ungleich (anstelle von „<>“).

## Module

Lua ist durch benutzerdefinierte Module beliebig erweiterbar. Um diese zu verwalten, ist der in Lua geschriebene Paketverwalter LuaRocks verfügbar.
Eine Liste mit verbreiteten Lua-Modulen:
| Modul | Beschreibung |
| LuaFileSystem | Zugriff auf Ordnerstrukturen und Dateieigenschaften. |
| LuaDoc | Dokumentationstool für Lua-Quellcode. |
| LuaSocket | Bibliothek für Socketprogrammierung. |
| LuaSQL | Lua-Interface für PostgreSQL, ODBC, MySQL, SQLite, Oracle, und OLE DB. |
| stdlib | Bibliothek für häufige Programmieraufgaben; bezieht sich auf Listen, Tabellen, funktionale Programmierung, Reguläre Ausdrücke, Objekte, Pretty-Printing und getopt. |
| MD5 | einfache kryptografische Hashfunktion |
| Copas | Dispatcher, basierend auf Co-Routinen, der von TCP/IP-Servern verwendet werden kann. |
| LuaZip | Bibliothek, die von ZIP-Dateien lesen kann. |
| LuaInterface | Verbindung zwischen Lua und Microsofts .Net-Framework Common Language Runtime (CLR). |
| LuaBitOps | Eine auf C basierende Erweiterung für Lua für bitweise Operationen von Zahlen. |
| LuaXML | Einfache Verbindung zwischen XML und Lua. |
| Lanes | Ermöglicht die parallele Ausführung von verschiedenen Lua-Umgebungen. |
| Penlight | Bibliothek, die den Umgang mit Tabellen, Arrays, Strings, Dateipfaden, Ordnern, Daten und funktionalen Programmieranwendungen vereinfacht. |
| Oil | Einfacher und effizienter Object Request Broker (CORBA). |