Lua (プログラミング言語)

ルア

MediaWiki Scribunto 拡張機能を使用したWikipedia Lua モジュールの Lua コードのスクリーンショット
パラダイム	マルチパラダイム:スクリプト、命令型(手続き型、プロトタイプベース、オブジェクト指向)、関数型、メタ、リフレクティブ
デザイン：	ロベルト・イエルサリムシ ・ワルデマール・セレス・ルイス ・エンリケ・デ・フィゲイレド
初登場	1993年; 31年前 （1993年）
安定リリース	5.4.7 [1]  / 2024年6月25日; 3か月前 （2024年6月25日）
タイピングの規律	ダイナミック、強い、アヒル
実装言語	ANSI C
OS	クロスプラットフォーム
ライセンス	マサチューセッツ工科大学
ファイル名拡張子	.lua
Webサイト	詳しくはこちら
主な実装
Lua、LuaJIT、LuaVela、MoonSharp、Luvit、LuaRT、Lauu
方言
メタルア、アイドル、GSL シェル
影響を受けた
C++、CLU、Modula、Scheme、SNOBOL
影響を受けた
GameMonkey、Io、JavaScript [要出典]、Julia、MiniD、Red、Ring、[2] Ruby、[要出典] Squirrel、MoonScript、C--

Lua （/ ˈ l uː ə / LOO -ə ;ポルトガル語：lua [ˈlu(w)ɐ]は月を意味する）は、主にアプリケーションへの組み込み用に設計された軽量で高水準なマルチパラダイム プログラミング言語です。 ^[3] Luaはクロスプラットフォームソフトウェアであり、コンパイルされたバイトコードのインタープリタはANSI Cで記述されており、^[4] Luaにはアプリケーションに組み込むための比較的単純なCアプリケーションプログラミングインターフェイス（API）があります。^[5]

Lua は、当時高まるカスタマイズの需要に応えるためにソフトウェア アプリケーションを拡張するための言語として 1993 年に誕生しました。ほとんどの手続き型プログラミング言語の基本的な機能を提供していましたが、より複雑な機能やドメイン固有の機能は含まれていませんでした。代わりに、言語を拡張するためのメカニズムが含まれており、プログラマがそのような機能を実装できるようにしていました。Lua は汎用の埋め込み可能な拡張言語となることを意図していたため、Lua の設計者は開発時の速度、移植性、拡張性、使いやすさの向上に重点を置きました。

Lua は、ブラジルのリオデジャネイロ・ポンティフィカル・カトリック大学のコンピュータグラフィックス技術グループ (Tecgraf) のメンバーであるRoberto Ierusalimschy 、 Luiz Henrique de Figueiredo 、 Waldemar Celesによって 1993 年に作成されました。

1977年から1992年まで、ブラジルはコンピュータハードウェアとソフトウェアに対して強力な貿易障壁（市場留保と呼ばれる）政策をとっており、ブラジルは独自のハードウェアとソフトウェアを生産できるし、生産すべきであると信じていた。その状況下では、Tecgrafの顧客は政治的にも経済的にも海外からカスタマイズされたソフトウェアを購入する余裕がなかった。市場留保の下では、顧客はブラジルの企業ではニーズを満たせないことを証明するために複雑な官僚的プロセスを経なければならなかった。これらの理由から、Tecgrafは必要な基本ツールをゼロから実装することになった。^[6]

Lua の前身は、データ記述/構成言語であるSimple Object Language (SOL) とデータエントリ言語(DEL) でした。^[7]これらは、1992 年から 1993 年にかけて Tecgraf で独立して開発され、2 つの異なるプロジェクト (どちらもPetrobras社のエンジニアリング アプリケーション用のインタラクティブ グラフィカル プログラム) に柔軟性を追加しました。SOL と DEL にはフロー制御構造がまったくなく、Petrobras はこれらに完全なプログラミング機能を追加する必要性が高まっていると感じていました。

Luaの進化の中で、この言語の作者は次のように書いている: ^[6]

1993 年、唯一の真の競争相手は、アプリケーションに組み込むように明示的に設計されたTclでした。しかし、Tcl は構文がわかりにくく、データ記述のサポートが不十分で、Unix プラットフォームでしか実行できませんでした。LISPやScheme は、使いにくい構文のため検討しませんでした。Pythonはまだ初期段階でした。当時 Tecgraf に浸透していた自由で DIY の雰囲気の中で、独自のスクリプト言語を開発しようとするのはごく自然なことでした... この言語の潜在的なユーザーの多くはプロのプログラマーではないため、この言語では難解な構文やセマンティクスを避ける必要がありました。Tecgraf のクライアントは多種多様なコンピュータ プラットフォームを持っていたため、新しい言語の実装は移植性が高くなければなりませんでした。最後に、他の Tecgraf 製品にもスクリプト言語を組み込む必要があると予想されたため、新しい言語は SOL の例に倣い、C API を備えたライブラリとして提供される必要がありました。

Lua 1.0 は、オブジェクト コンストラクタが当時の軽量で柔軟なスタイルとは少し異なっており、 SOLのデータ記述構文を組み込むように設計されていました (そのためLua という名前が付けられました。Sol はポルトガル語で「太陽」、Lua は「月」を意味します)。制御構造の Lua構文は主にModula ( if、、while/ ) から借用されましたが、CLU (関数呼び出しからの複数の代入と複数の戻り。参照パラメータや明示的なポインタのより簡単な代替手段)、C++ (「必要な場所でのみローカル変数を宣言できるようにする優れたアイデア」 ^[6] )、SNOBOL、AWK (連想配列) の影響も受けていました。Dr . Dobb's Journalに掲載された記事で、Lua の作成者は、LISP と Scheme の単一のユビキタスなデータ構造メカニズム (リスト) が、テーブルを Lua の主要データ構造として開発するという決定に大きな影響を与えたと述べています。 ^[8]repeatuntil

Luaのセマンティクスは時間の経過とともにSchemeの影響をますます受けてきており、^[6]特に匿名関数と完全なレキシカルスコープの導入により影響を受けています。新しいLuaバージョンではいくつかの機能が追加されました。

Lua のバージョン 5.0 より前のバージョンは、BSD ライセンスに類似したライセンスの下でリリースされました。バージョン 5.0 以降、Lua はMIT ライセンスの下でライセンスされています。どちらも許容的なフリー ソフトウェア ライセンスであり、ほぼ同じです。

Wikibooksには、 Luaプログラミングに関する本があります。

Lua は一般に「マルチパラダイム」言語と呼ばれ、さまざまな問題の種類に合わせて拡張できる一般的な機能の小さなセットを提供します。Lua には継承の明示的なサポートはありませんが、メタテーブルを使用して実装できます。同様に、Lua では、プログラマーが単一のテーブル実装を使用して名前空間、クラス、およびその他の関連機能を実装できます。ファーストクラス関数により、関数型プログラミングの多くのテクニックを活用でき、完全な語彙スコープにより、きめ細かい情報隠蔽が可能になり、最小権限の原則を強制できます。

一般的に、Luaは、1つのプログラミングパラダイムに固有の機能セットを提供するのではなく、必要に応じて拡張できるシンプルで柔軟なメタ機能を提供することを目指しています。その結果、ベース言語は軽量で、完全なリファレンスインタープリタはコンパイル後でも約247kBしかなく [ ^4]、幅広いアプリケーションに簡単に適応できます。

拡張言語またはスクリプト言語として使用することを目的とした動的型付け言語であるLua は、さまざまなホスト プラットフォームに適合するほどコンパクトです。ブール値、数値 (デフォルトでは倍精度浮動小数点数と64 ビット整数)、文字列などの少数のアトミック データ構造のみをサポートしています。配列、セット、リスト、レコードなどの一般的なデータ構造は、Lua の単一のネイティブ データ構造であるテーブルを使用して表すことができます。テーブルは、本質的には異種連想配列です。

Lua は、ファーストクラス関数、ガベージコレクション、クロージャ、適切な末尾呼び出し、強制変換(実行時に文字列と数値を自動的に変換する)、コルーチン(協調型マルチタスク)、動的モジュール読み込みなどの高度な機能の小さなセットを実装しています。

古典的な「Hello, World!」プログラムは、括弧の有無にかかわらず、次のように記述できます。^{[9] [a]}

印刷( "Hello, World!" )

 「Hello, World!」と印刷します。

Lua のコメントは、 Ada、Eiffel、Haskell、SQL、VHDLと同様に、二重ハイフンで始まり、行末まで続きます。複数行の文字列とコメントは、二重角括弧でマークされます。

-- 単一行コメント
--[[
複数行コメント
--]]

この例では階乗関数が実装されています。

関数 階乗( n )
  ローカル x  =  1 
  i = 2 、n の場合 x = x * iを実行する終了戻り値x終了    
        
  
   

Lua には、オプションと実行制御構造を 持つ1 種類の条件テストがあります。if then endelseelseif then

汎用if then endステートメントには、次の 3 つのキーワードすべてが必要です。

if 条件 then 
	--文本体
終了

条件が次のように評価されたelse場合に実行を制御するために、付随するステートメント ブロックとともにキーワードを追加できます。 iffalse

if 条件 then 
	--文本体
else 
	--文本体
end

次のキーワードを使用して、複数の条件に従って実行を制御することもできますelseif then。

if 条件 then 
	--文本体
elseif 条件 then 
	--文本体
else  -- オプション
	--オプション デフォルト文本体
end

whileLua には、ループ、repeatループ (do whileループに似ています)、数値forループ、汎用ループの 4 種類の条件付きループがありますfor。

--条件 = 真

while 条件 do 
  --ステートメント
終了


  条件が満たされるまでステートメント
を繰り返す 

for  i  =  first ,  last ,  delta  do   --delta は負の値でも構いません。for ループでカウントダウンまたはカウントアップできます
  --statements 
  --example: print(i) 
end

この汎用ループは、標準の反復関数を使用して、次の結果が返されるまでforテーブルを反復処理します。 _Gpairsnil

 キーと 値 の ペア( _G ) に対して、 print (キー、値)を実行します
  。 

ループはネスト（別のループ内に入れる） することもできます。

ローカル グリッド =  { 
  {  11 ,  12 ,  13  }, 
  {  21 ,  22 ,  23  }, 
  {  31 ,  32 ,  33  } 
}

y  、row in pairs ( grid ) do x 、value in pairs ( row ) do print ( x 、y 、value ) end end​​    
       
      
  

Lua が関数をファーストクラスの値として扱う方法は、次の例に示されています。この例では、print 関数の動作が変更されています。

do 
  local  oldprint  =  print 
  -- 現在の print 関数を oldprint
  関数として保存します print ( s ) 
    --[[ print 関数を再定義します。通常の print 関数は
      oldprint を通じて引き続き使用できます。新しい関数には引数が 1 つしかありません。]] 
    oldprint ( s  ==  "foo"  and  "bar"  or  s ) 
  end 
end

今後の の呼び出しはすべて新しい関数を経由してルーティングされ、Lua のレキシカル スコープprintにより、古い print 関数には新しい変更された print からのみアクセスできるようになります。

Lua は、以下に示すように、クロージャもサポートしています。

function  addto ( x ) 
  -- 引数に x を追加する新しい関数を返します
  return  function ( y ) 
    --[[ 現在の
      スコープ外にあり、この匿名関数よりも寿命が短い変数 x を参照すると
      、Lua はクロージャを作成します。]] 
    return  x  +  y 
  end 
end 
fourplus  =  addto ( 4 ) 
print ( fourplus ( 3 ))  -- 7 を出力します

-- これは、次のように関数を呼び出すことによっても実現できます: 
print ( addto ( 4 )( 3 )) 
--[[ これは、 'addto(4)' から返された関数を引数 '3' で直接呼び出しているためです。
  これは、繰り返し呼び出される場合にデータ コストを削減し、パフォーマンスを向上させるのにも役立ちます。]]

xが呼び出されるたびに変数の新しいクロージャが作成されるaddtoため、返される新しい匿名関数は常に独自のxパラメータにアクセスします。クロージャは、他のオブジェクトと同様に、Lua のガベージ コレクターによって管理されます。

テーブルは Lua で最も重要なデータ構造 (そして設計上、唯一の組み込み複合データ型) であり、すべてのユーザー作成型の基礎となります。テーブルは、自動数値キーと特殊な構文が追加された連想配列です。

テーブルはキーとデータのペアのセットであり、データはキーによって参照されます。つまり、ハッシュされた異種の連想配列です。

テーブルはコンストラクター構文を使用して作成されます{}。

a_table  =  {}  -- 新しい空のテーブルを作成します

テーブルは常に参照によって渡されます (共有による呼び出しを参照)。

キー (インデックス) には、関数を含むnil、NaN を除く任意の値を指定できます。

a_table  =  { x  =  10 }   -- 1 つのエントリが "x" を数値 10 にマッピングする新しいテーブルを作成します。 
print ( a_table [ "x" ])  -- 文字列キーに関連付けられた値 (この場合は 10) を出力します。
b_table  =  a_table 
b_table [ "x" ]  =  20    -- テーブル内の値が 20 に変更されました。
print ( b_table [ "x" ])  -- 20 を出力します。
print ( a_table [ "x" ])  -- a_table と b_table は両方とも同じテーブルを参照するため、20 も出力されます。

テーブルは、文字列をキーとして構造体（またはレコード）として使用されることが多い。このような使用法は非常に一般的であるため、Luaではそのようなフィールドにアクセスするための特別な構文が採用されている。^[11]

point  =  {  x  =  10 ,  y  =  20  }    -- 新しいテーブルを作成します。
print ( point [ "x" ])             -- 10 を出力します。
print ( point . x )                -- 上記の行とまったく同じ意味になります。読みやすいドット表記は単なる構文上の糖衣です。

関連する関数を格納するテーブルを使用することで、名前空間として機能させることができます。

ポイント =  {}

ポイント.new = function ( x , y ) return { x = x , y = y } -- return {["x"] = x, ["y"] = y }  end  
          


Point.set_x = function ( point , x ) point.x = x -- point [ " x"] = x ;終了   
      

テーブルには自動的に数値キーが割り当てられ、配列データ型として使用できるようになります。最初の自動インデックスは、他の多くのプログラミング言語の場合のように 0 ではなく 1 です (ただし、明示的なインデックス 0 は許可されます)。

数値キーは1文字列キーとは異なります"1"。

array  =  {  "a" ,  "b" ,  "c" ,  "d"  }    -- インデックスは自動的に割り当てられます。
print ( array [ 2 ])                   -- "b" を出力します。Lua の自動インデックスは 1 から始まります。
print ( # array )                     -- 4 を出力します。# はテーブルと文字列の長さ演算子です。
array [ 0 ]  =  "z"                    -- ゼロは有効なインデックスです。
print ( # array )                     -- Lua 配列は 1 から始まるため、やはり 4 を出力します。

テーブルの長さは、が でなくであるようなt任意の整数インデックスとして定義されます。さらに、が である場合、 はゼロになることがあります。1 から指定された までの nil 以外の値を持つ通常の配列の場合、その長さは、最後の値のインデックス とまったく同じです。配列に「穴」がある場合 (つまり、他の nil 以外の値の間に nil 値がある場合)、 は値の直前のインデックスのいずれかになります(つまり、そのような nil 値を配列の末尾と見なすことができます)。^[12]nt[n]nilt[n+1]nilt[1]nilnnn#tnil

ExampleTable  = 
{ 
  { 1 ,  2 ,  3 ,  4 }, 
  { 5 ,  6 ,  7 ,  8 } 
} 
print ( ExampleTable [ 1 ][ 3 ]) -- "3" を出力しますprint ( ExampleTable [ 2 ][ 4 ]) -- "8" を出力します 
 

テーブルはオブジェクトの配列になることができます。

function  Point ( x ,  y )         -- 「Point」オブジェクトコンストラクタ
  return  {  x  =  x ,  y  =  y  }    -- 新しいオブジェクト (テーブル) を作成して返します
end 
array  =  {  Point ( 10 ,  20 ),  Point ( 30 ,  40 ),  Point ( 50 ,  60 )  }    -- ポイントの配列を作成します
                        -- array = { { x = 10, y = 20 }, { x = 30, y = 40 }, { x = 50, y = 60 } }; 
print ( array [ 2 ]. y )                                          -- 40 を出力します

ハッシュマップを使用して配列をエミュレートすると、実際の配列を使用するよりも遅くなるのが普通です。しかし、Luaテーブルはこの問題を回避するために配列として使用できるように最適化されています。^[13]

拡張可能なセマンティクスは Lua の重要な機能であり、メタテーブルの概念により、テーブルを強力にカスタマイズできます。次の例は、「無限」テーブルを示しています。任意の に対してn、は動的プログラミングとメモ化を使用して、番目のフィボナッチ数をfibs[n]返します。 n

fibs  =  {  1 ,  1  }                                 -- fibs[1]とfibs[2]の初期値
。setmetatable ( fibs ,  { 
  __index  =  function ( values ,  n )                 --[[__indexはLuaで事前定義された関数で、
                                                   キー「n」が存在しない場合に呼び出されます。]] 
    values [ n ] =  values  [ n -  1  ] +  values  [ n -  2  ] --   fibs[n]を計算してメモ化します。return 
    values [ n ] end }) 
  

Lua にはクラスの概念が組み込まれていませんが、関数とテーブルを使用してオブジェクト指向プログラミングをエミュレートできます。オブジェクトは、メソッドとフィールドをテーブルに配置することで形成されます。継承(単一および複数) はメタテーブルを使用して実装でき、存在しないメソッドとフィールドを親オブジェクトに委任します。

これらの手法には「クラス」という概念はありません。代わりに、SelfやJavaScriptに似たプロトタイプが使用されます。新しいオブジェクトは、ファクトリ メソッド(新しいオブジェクトを最初から構築する) を使用するか、既存のオブジェクトを複製することによって 作成されます。

基本的なベクターオブジェクトの作成:

ローカル Vector  =  {}
ローカル VectorMeta  =  {  __index  =  Vector }

function  Vector.new ( x , y , z ) -- コンストラクタreturn setmetatable ( { x = x , y = y , z = z } , VectorMeta ) end      
            


関数 Vector.magnitude ( self ) --別の方法return math.sqrt ( self.x ^ 2 + self.y ^ 2 + self.z ^ 2 ) end​​​​​     
       


local  vec  =  Vector . new ( 0 ,  1 ,  0 )  -- ベクトルを作成する
print ( vec . magnification ( vec ))        -- メソッドを呼び出す (出力: 1) 
print ( vec . x )                     -- メンバー変数にアクセスする (出力: 0)

ここで、 は、テーブルに要素が存在しない場合にテーブルsetmetatable内で要素を探すように Lua に指示します。は と同等で、最初にテーブル内で要素を探します。テーブルには要素はありませんが、そのメタテーブルは、テーブル内に要素が見つからない場合に、テーブルに要素の検索を委任します。 Vectorvecvec.magnitudevec["magnitude"]vecmagnitudevecmagnitudeVectormagnitudevec

Lua は、オブジェクト指向を容易にするための構文糖を提供します。プロトタイプ テーブル内でメンバー関数を宣言するには、 を使用します。これは と同等です。クラス メソッドの呼び出しにもコロンが使用されます。はと同等です。 function table:func(args)function table.func(self, args)object:func(args)object.func(object, args)

それを念頭に置いて、構文糖衣を含む対応するクラスを次に示します:。

ローカル Vector  =  {} 
Vector . __index  =  Vector

function  Vector : new ( x ,  y ,  z )     -- コンストラクタ
  -- 関数定義ではコロンが使用されているため、
  -- 最初の引数は "self" であり、これは
  "Vector" を参照します
  return  setmetatable ({ x  =  x ,  y  =  y ,  z  =  z },  self ) 
end

function  Vector : magnification ()      -- 別の方法
  -- self を使用して暗黙のオブジェクトを参照する
  return  math.sqrt ( self . x ^ 2  +  self . y ^ 2  +  self . z ^ 2 ) 
end

local  vec  =  Vector : new ( 0 ,  1 ,  0 )  -- ベクトルを作成する
print ( vec : magnification ())           -- メソッドを呼び出す (出力: 1) 
print ( vec . x )                     -- メンバー変数にアクセスする (出力: 0)

Luaはメタテーブルを使用してLuaクラスを継承することをサポートしています。^[14]この例では、ベクトルの値が派生クラスの定数で乗算されることを許可しています。

ローカル Vector  =  {} 
Vector . __index  =  Vector

function  Vector : new ( x ,  y ,  z )     -- コンストラクタ-- ここで、self は
  、呼び出すクラスの "new" メソッドを指します。派生クラスでは、self は
  派生クラスになります。Vector クラスでは、selfは Vector になります。return setmetatable ({ x = x , y = y , z = z }, self ) end
  
  
            


function  Vector : magnification ()      -- 別の方法
  -- self を使用して暗黙のオブジェクトを参照する
  return  math.sqrt ( self . x ^ 2  +  self . y ^ 2  +  self . z ^ 2 ) 
end

-- クラス継承の例
local  VectorMult  =  {} 
VectorMult . __index  =  VectorMult 
setmetatable ( VectorMult ,  Vector )  -- VectorMult を Vector の子にする

関数 VectorMult : multiply ( value )  
  self.x = self.x * value self.y = self.y * value self.z = self.z * value return self end​​​​​​​​​​​​    
      
      
   


local  vec  =  VectorMult : new ( 0 ,  1 ,  0 )  -- ベクトルを作成します。
print ( vec : magnification ())           -- メソッドを呼び出します (出力: 1)。
print ( vec . y )                     -- メンバー変数にアクセスします (出力: 1)。
vec : multiply ( 2 )                  -- ベクトルのすべての要素を 2 で乗算します。
print ( vec . y )                     -- メンバーに再度アクセスします (出力: 2)

Luaは多重継承もサポートしており、__index関数またはテーブルのいずれかになります。^[15] 演算子のオーバーロードも可能です。Luaのメタテーブルには__add、__subなどの要素を含めることができます。^[16]

Lua プログラムはテキスト形式の Lua ファイルから直接解釈されるのではなく、バイトコードにコンパイルされ、その後 Lua仮想マシン(VM) 上で実行されます。コンパイル プロセスは、通常、ユーザーには見えず、実行時に実行されます。特にジャストインタイム コンパイル(JIT) コンパイラが使用されている場合はそうですが、オフラインで実行して読み込みパフォーマンスを向上させたり、コンパイラを省略してホスト環境のメモリ フットプリントを削減したりすることもできます。Lua バイトコードはdump、文字列ライブラリの関数とload/loadstring/loadfile関数を使用して、Lua 内から生成して実行することもできます。Lua バージョン 5.3.4 は、約 24,000 行の C コードで実装されています。^{[3] [4]}

ほとんどのCPUと同様、またほとんどの仮想マシン（スタックベース）とは異なり、Lua VMはレジスタベースであるため、ほとんどのハードウェア設計に近いものとなっています。レジスタアーキテクチャは、値の過剰なコピーを回避し、関数あたりの命令の総数を削減します。Lua 5の仮想マシンは、広く使用されている最初のレジスタベースの純粋なVMの1つです。^[17] ParrotとAndroidのDalvikは、他の2つのよく知られたレジスタベースのVMです。PCSchemeのVM​​もレジスタベースでした。^[18]

この例は、上で定義した階乗関数のバイトコードリストです（luac5.1コンパイラによって表示されます）：^[19]

関数 <factorial.lua:1,7> (9 命令、0x8063c60 の 36 バイト)
1 パラメータ、6 スロット、0 上位値、6 ローカル、2 定数、0 関数
	1 [2] ロードK 1 -1; 1
	2 [3] ロードK 2 -2; 2
	3 [3] 移動 3 0
	4 [3] ロードK 4 -1; 1
	5 [3] FORPREP 2 1 ; ～ 7
	6 [4] マルチ 1 1 5
	7 [3] FORLOOP 2 -2 ; 6まで
	8 [6] 戻る 1 2
	9 [7] リターン 0 1

Luaは他のアプリケーションに組み込むことを目的としており、この目的のためにC APIを提供しています。APIは、LuaコアとLua補助ライブラリの2つの部分に分かれています。^{[20] Lua APIの設計では、} PythonのAPIとは異なり、Cコードで手動で参照カウント（管理）する必要がありません。APIは、言語と同様に最小限に抑えられています。高度な機能は補助ライブラリによって提供され、主に複雑なテーブル操作を支援するプリプロセッサマクロで構成されています。

Lua C API はスタックベースです。Lua は、ほとんどの単純な C データ型 (整数、浮動小数点数など) をスタックにプッシュおよびポップする関数と、スタックを介してテーブルを操作する関数を提供します。Lua スタックは従来のスタックとは多少異なり、たとえば、スタックに直接インデックスを付けることができます。負のインデックスは、スタックの先頭からのオフセットを示します。たとえば、-1 は先頭 (最後にプッシュされた値) で、正のインデックスは末尾 (最も古い値) からのオフセットを示します。C関数と Lua 関数間のデータのマーシャリングもスタックを使用して行われます。Lua 関数を呼び出すには、引数をスタックにプッシュしてから、をlua_call使用して実際の関数を呼び出します。Lua から直接呼び出される C 関数を作成する場合、引数はスタックから読み取られます。

以下は C から Lua 関数を呼び出す例です。

#include <stdio.h> #include <lua.h> // Lua メインライブラリ (lua_*) #include <lauxlib.h> // Lua 補助ライブラリ (luaL_*) 
 
 

int main ( void ) { // Lua 状態を作成するlua_State * L = luaL_newstate (); 

    
       

    // 文字列を読み込んで実行する
if ( luaL_dostring ( L , "function foo (x,y) return x+y end" )) { lua_close ( L ); return -1 ; }       
        
         
    

    // グローバル "foo" (上記で定義した関数) の値を
スタックにプッシュし、その後に整数 5 と 3 をプッシュします。 lua_getglobal ( L , "foo" ); lua_pushinteger ( L , 5 ); lua_pushinteger ( L , 3 ); lua_call ( L , 2 , 1 ); // 2 つの引数と 1 つの戻り値を持つ関数を呼び出します。printf ( "Result: %d \n " , lua_tointeger ( L , -1 )); // スタックの先頭にある項目の整数値を出力します。lua_pop ( L , 1 ); // スタックを元の状態に戻します。lua_close ( L ); // Lua の状態を閉じます。return 0 ; }    
     
     
     
       
       
      
     
     

この例を実行すると次のようになります。

$ cc  -o  example  example.c  -llua
 $ ./example
結果: 8

C API は、Lua スタック内のさまざまな「疑似インデックス」に配置されたいくつかの特別なテーブルも提供します。Lua 5.2 ^[21]LUA_GLOBALSINDEXより前のバージョンでは、メインの名前空間である Lua 内のグローバル テーブルが にあります。また、C プログラムが後で検索できるように Lua 値を保存できるレジストリも にあります。 _GLUA_REGISTRYINDEX

標準ライブラリ (コア) モジュールの他に、Lua API を使用して拡張機能を記述することもできます。拡張モジュールは共有オブジェクトであり、Lua スクリプトにネイティブ機能を提供することで、インタープリタの機能を拡張するために使用できます。Lua スクリプトは、Lua 自体で記述されたモジュールと同様に、^[20]requireを使用して拡張モジュールをロードするか、^[22]を使用して拡張モジュールをロードできます。C ライブラリが 経由でロードされると、 Lua は 関数を探して呼び出します。これは、Lua から呼び出し可能な任意の C 関数として機能し、通常はメソッドが入ったテーブルを返します。rocksと呼ばれるモジュールのセットは増え続けており、 CPAN、RubyGems 、および Python eggの精神にのっとって、LuaRocks ^[23]というパッケージ管理システムから入手できます。他のスクリプト言語を含むほとんどの一般的なプログラミング言語用に、事前に記述された Luaバインディングが存在します。 ^[24] C++ の場合、テンプレートベースのアプローチがいくつかあり、自動バインディングジェネレーターもいくつかあります。 package.loadlibrequire('foo')luaopen_foo

ビデオゲーム開発では、Luaはスクリプト言語として広く使用されています。これは主に、組み込みの容易さ、実行の高速化、学習曲線の短さが理由です。^[25] Luaを使用している有名なゲームには、Roblox、^[26] Garry's Mod、World of Warcraft、Payday 2、 Phantasy Star Online 2、Dota 2、Crysis、^[27]などがあります。Luaプログラミングやスクリプトをネイティブでサポートしていないゲームの中には、ComputerCraftがMinecraftに対して行っているように、modによってこの機能が追加されているものもあります。また、Luaは、 Adobe Lightroom、Moho、iClone、Aerospike 、 FreeBSDとNetBSDの一部システムソフトウェアなど、ビデオゲーム以外のソフトウェアでも使用されており、 Scribunto拡張機能を使用してMediaWikiのテンプレートスクリプト言語として使用されています。 ^[28]

2003年にGameDev.netが実施した世論調査では、Luaがゲームプログラミングで最も人気のあるスクリプト言語であることが示されました。^{[29] 2012年1月12日、Luaは雑誌}Game Developerのプログラミングツール部門でFront Line Award 2011を受賞したことが発表されました。 ^[30]

ゲーム以外の多くのアプリケーションでも、拡張性のために Lua が使用されています。たとえば、 TeX型設定言語の実装であるLuaTeX 、キー値データベースであるRedis 、ワイドカラムストアであるScyllaDB 、テキストエディタであるNeovim、Web サーバであるNginx、ネットワークパケットアナライザである Wireshark などです。

Scribunto拡張機能を通じて、LuaはWikipediaやその他のウィキを実行するMediaWikiソフトウェアのサーバー側スクリプト言語として利用できます。 ^{[31] Luaの用途には、} Wikidataのデータを記事に統合することや、^[32]自動化されたタクソボックスシステムの強化などがあります。

• MoonScriptは、LuaにコンパイルされるCoffeeScriptに触発された、動的で空白文字を区別するスクリプト言語です。つまり、コードのセクションを区切るのにand (またはand )を使用する代わりに、改行とインデントスタイルを使用します。^{[33] [34] [35]} MoonScriptの注目すべき使用例は、ビデオゲーム配信ウェブサイトItch.ioです。doend{}
• Haxe は、 Lua 5.1-5.3、 LuaJIT 2.0、2.1を含むいくつかの Lua ターゲットへのコンパイルをサポートしています。
• FennelはLuaを対象としたLisp方言である。^[35]
• UrnはLua上に構築されたLisp方言である。 ^[36]
• AmuletはMLのような関数型プログラミング言語であり、コンパイラはLuaファイルを出力します。^[37]

• LuaJIT、Lua 5.1のジャストインタイムコンパイラ。^{[38] [39]}
• LuauはRoblox Corporationによって開発され、段階的な型付け、追加機能、パフォーマンスに重点を置いたLua 5.1の派生です。 ^[40]
• Raviは、オプションの静的型付けを備えたJIT対応のLua 5.3言語です。JITは型情報によって制御されます。^[41]
• Shineは、モジュールシステムやマクロシステムなど、多くの拡張機能を備えたLuaJITのフォークです。 ^[42]
• Gluaは、ゲームGarry's Modにスクリプト言語として組み込まれた修正版です。^[43]
• Teal は、Lua で記述された静的に型付けされたLua 方言です。

さらに、Luaユーザーコミュニティは、リファレンスC実装の上にいくつかの強力なパッチを提供しています。 ^[44]

• プログラミング言語の比較

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• Lua の論文と論文

• 公式サイト
• Lua ユーザー 2010 年 12 月 16 日、 Wayback Machineにアーカイブ、コミュニティ
• Lua フォーラムは 2021 年 9 月 28 日にWayback Machineにアーカイブされました
• ルアディス
• Lua Rocks - パッケージ マネージャー
• Lua のプロジェクト