Desenvolvimento de Aplicações Interativas para o Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD)

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1 Lua Pós graduação em Telemática - Desenvolvimento de Aplicações Interativas para o Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) Manoel Campos da Silva Filho Mestre em Engenharia Elétrica / UnB Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Tocantins (IFTO/Palmas) 7 de maio de / 38

2 Roteiro Lua 1 Introdução à Linguagem Lua Histórico Utilização Características Interpretador/Compilador Lua Plugin LuaEclipse Visão Geral da Linguagem Escrevendo no Terminal Variáveis e Comentários if/else Concatenação e Inicialização de diversas variáveis Operadores Operadores Operadores New New 2 / 38

3 Introdução à Linguagem Lua: Histórico [?] [?] [?] Nascida em 1993 na PUC-Rio, no laboratório Tecgraf Projetada para ser simples, pequena, rápida, portável e fácil de embutir em outras aplicações Projetada para permitir a personalização de aplicações em outras linguagens Projeto iniciado por Roberto Ierusalimschy, Waldemar Celes e Luiz Henrique de Figueiredo Lua significa Lua, não é uma sigla :) 3 / 38

4 Introdução à Linguagem Lua: Utilização [?] [?] Atualmente utilizada nas mais diversas áreas como: simuladores de voo jogos IDE s, editores de texto processamento de imagens Equipamentos de rede robótica, etc Linguagem procedural padrão do subsistema Ginga-NCL do middleware Ginga do SBTVD 4 / 38

5 Introdução à Linguagem Lua: Características Linguagem de script (interpretada/dinâmica) estruturada Possui recursos que possibilitam definir um modelo para desenvolvimento Orientado a Objetos (mas não é o objetivo da mesma) Rápida, leve, portável, simples, pequena (código e documentação: 214KB compactado) Embutível Multiplataforma Baseada em maquina virtual Fracamente tipada Possui Garbage Collection (Coleta de Lixo) OpenSource (Licença MIT) Único tipo de estrutura de dados para os mais diferentes usos: as tabelas (tables) 5 / 38

6 Introdução à Linguagem Lua: Interpretador/Compilador Interpretador Responsável por interpretar códigos lua e converter para bytecodes para ser executado pela Máquina Virtual Lua (cerca de 167KB em Linux) Compilador Uso opcional, quando se deseja gerar um arquivo com o bytecode Lua e assim não distribuir o código fonte da aplicação (apesar de poder-se descompilar o bytecode) 6 / 38

7 Introdução à Linguagem Lua: Plugin LuaEclipse Plugin para o IDE Eclipse para desenvolvimento em Lua Incorpora a documentação (LuaDoc) dos módulos padrões de Lua Possui auto-completar, sintaxe colorida, debugger e exibição de erros Necessita do interpretador Lua instalado 7 / 38

8 Introdução à Linguagem Lua: Visão Geral As variáveis não declaradas explicitamente como locais, por padrão são globais Toda passagem de parâmetro é por referência O delimitador de strings pode ser (apóstrofo) ou (aspas) O uso de ponto-e-vírgula (;) ao final de cada instrução é opcional e normalmente não utilizado por programadores Lua Pode-se usar ponto-e-vírgula (;) quando deseja-se escrever várias instruções em uma mesma linha Todos os blocos de código envolvidos em estruturas de seleção ou laços de repetição sempre tem um terminador end, independente de quantas linhas de código tenham 8 / 38

9 Introdução à Linguagem Lua: Escrevendo no Terminal 1 os. e x e c u t e ( c l e a r ) 2 Código Fonte 1: Hello World 3 p r i n t ( Meu p r i m e i r o programa em Lua ) 4 p r i n t ( I n i c i a n d o o d e s e n v o l v i m e n t o de a p l i c a c o e s ) 5 6 i o. w r i t e ( Nunca e s c r e v a LUA e sim Lua, \ n ) 7 i o. w r i t e ( porque ninguem e s c r e v e JAVA e sim Java. \ n ) 8 i o. w r i t e ( O a u t o r da linguagem a g r a d e c e : ) \n\n ) 9 / 38

10 Introdução à Linguagem Lua: Variáveis, Tipos e Comentários Os tipos básicos da linguagem Lua são number, string, boolean, table, function, nil, userdata e thread. Código Fonte 2: Variáveis/Tipos e Comentários 1 Comentario de uma l i n h a 2 3 [[ Comentario de 4 v a r i a s l i n h a s 5 ]] 6 7 V a r i a v e i s l o c a i s n u m e r i c a s 8 l o c a l n1 = 10 9 l o c a l n2 = V a r i a v e l g l o b a l s t r i n g 12 nome = Manoel Campos 13 A f u n c a o p r i n t pode r e c e b e r quantos p a r a m e t r o s d e s e j a r 14 p r i n t E x i b i n d o v a l o r e s de v a r i a v e i s 15 p r i n t ( n1 =, n1, n2 =, n2, \n ) 16 p r i n t ( nome =, nome ) 10 / 38

11 Introdução à Linguagem Lua: Estrutura de Seleção if Os parêntereses são opcionais Código Fonte 3: if/else 1 Gera um numero a l e a t o r i o e n t r e 1 e math. randomseed ( os. time ( ) ) 3 l o c a l x = math. f l o o r ( ( math. random ( ) 100) +1) 4 5 p r i n t ( x =, x ) 6 i f ( x < 50) then 7 p r i n t ( x eh menor que 50 ) 8 p r i n t ( nao ha um e l s e n e s t e i f \n ) 9 end i f x < 10 then 12 p r i n t ( x eh menor que 10 ) 13 e l s e 14 p r i n t ( x eh maior ou i g u a l a 10 ) 15 end 11 / 38

12 Introdução à Linguagem Lua: Concatenação e Inicialização Código Fonte 4: Concatenação/Inicialização de diversas variáveis 1 I n i c i a l i z a n d o d i v e r s a s v a r i a v e i s 2 A v a r i a v e l x3 nao t e r a um v a l o r e s e r a n i l 3 l o c a l x1, x2, x3 = 10, Qualquer v a r i a v e l eh c o n v e r t i d a para s t r i n g 6 automaticamente numa c o n c a t e n a c a o. 7 Nao s e pode c o n c a t e n a r uma s t r i n g a um v a l o r n i l, 8 da pau : ( 9 p r i n t ( x1 =.. x1.. x2 =.. x2, x3 =, x3 ) 12 / 38

13 Introdução à Linguagem Lua: Operadores Aritiméticos Não há operadores unários ++ e 1 l o c a l x, y = 20, 3 2 l o c a l soma = x+y 3 l o c a l sub = x y 4 l o c a l mult = x y 5 l o c a l d i v = x / y 6 l o c a l r e s t o = x%y 7 Código Fonte 5: Operadores 8 Quando d e s e j a s e i m p r i m i r d i v e r s o s v a l o r e s, 9 pode s e s e p a r a r cada v a l o r por v i r g u l a 10 ou c o n c a t e n a r ( t a n t o f a z ) 11 p r i n t ( x =.. x, y =.. y ) 12 p r i n t ( x + y =.. soma, x y =.. sub ) 13 p r i n t ( x y =.. mult, x / y =.. d i v ) 14 p r i n t ( x % y =.. r e s t o ) 13 / 38

14 Introdução à Linguagem Lua: Operadores de Atribuição e Relacionais = atribuição == igualdade = diferença, =,, = 14 / 38

15 Introdução à Linguagem Lua: Operadores Lógicos and (e) or (ou) not (não) 15 / 38

16 Introdução à Linguagem Lua: Valores Lógicos true (verdade) e false (falso) Qualquer valor diferente de false e nil são considerados verdade (nil é como null do Java) Até 0 é verdade em Lua 16 / 38

17 Introdução à Linguagem Lua: Valores Lógicos Código Fonte 6: Valores Lógicos 1 l o c a l s = 2 Trata o v a l o r de s como b o o l e a n o 3 i f s then 4 p r i n t ( s eh c o n s i d e r a d a t r u e ) 5 e l s e 6 p r i n t ( s eh c o n s i d e r a d a f a l s e ) 7 end 8 9 l o c a l v a l = n i l 10 Trata o v a l o r de v a l como b o o l e a n o 11 i f v a l then 12 p r i n t ( v a l eh c o n s i d e r a d a t r u e ) 13 e l s e 14 p r i n t ( v a l eh c o n s i d e r a d a f a l s e ) 15 end 17 / 38

18 Introdução à Linguagem Lua: Valores Lógicos Código Fonte 7: Valores Lógicos 1 l o c a l ok = 0 2 Trata o v a l o r de ok como b o o l e a n o 3 Até o z e r o é c o n s i d e r a d o t r u e em Lua 4 i f ok then 5 p r i n t ( ok eh c o n s i d e r a d a t r u e ) 6 e l s e 7 p r i n t ( ok eh c o n s i d e r a d a f a l s e ) 8 end 18 / 38

19 Introdução à Linguagem Lua: For 1 f o r de 1 a 5 2 f o r i =1, 5 do 3 i o. w r i t e ( i.. ) 4 end 5 p r i n t ( ) 6 7 f o r de 5 a 1 8 f o r i =5, 1, 1 do 9 i o. w r i t e ( i.. ) 10 end p r i n t ( ) Código Fonte 8: For 19 / 38

20 New Lua Hist. Uso Carac. Interp. LuaEclipse Overview Tabelas com índices não sequenciais Metatabelas: tostring, index(key), newindex(key,value) Funções Carregando arquivos de texto Gravar arquivos de texto Carregar código lua a partir de strings/arquivos de texto Gerar código lua dinamicamente e salvar em arquivo Carregar arquivos Lua com dofile 20 / 38

21 Introdução à Linguagem Lua: Criando Módulos I Código Fonte 9: Criando módulos 1 A v a r i á v e l G é uma v a r i á v e l 2 g l o b a l i m p l i c i t a m e n t e d e c l a r a d a 3 em todo s c r i p t l u a. 4 Por meio d e l a tem s e a c e s s o 5 a q u a l q u e r f u n ç ã o ou o u t r a s v a r i á v e i s 6 g l o b a i s 7 8 As l i n h a s abaixo, criam v a r i á v e i s 9 l o c a i s, a n t e s de d e f i n i r o s c r i p t 10 como um módulo, 11 para que as mesmas possam 12 s e r a c e s s a d a s d e n t r o do módulo, 13 l o c a l G, p r i n t, i p a i r s = 14 G, p r i n t, i p a i r s Exemplo de módulo. 17 O nome do módulo é o nome do a r q u i v o. 18 module meumodulo 21 / 38

22 Introdução à Linguagem Lua: Criando Módulos II Abaixo da l i n h a module, só s e tem 21 a c e s s o, por padrão, às v a r i á v e i s l o c a i s. 22 Nem as f u n ç õ e s g l o b a i s como p r i n t 23 s e tem a c e s s o R e a l i z a uma o p e r a ç ã o no formato num1 op num2 26 sendo que o o p e r a d o r pode s e r +,, ou / num1 P r i m e i r o v a l o r da o p e r a ç ã o op Operador da e x p r e s s ã o (+,, ou /) num2 Segundo v a l o r da o p e r a ç ã o r e t u r n Retorna o r e s u l t a d o da e x p r e s s ã o a r i t m é t i c a 31 f u n c t i o n c a l c u l a r ( num1, op, num2 ) 32 i f op == + then 33 r e t u r n num1 + num2 34 e l s e i f op == then 35 r e t u r n num1 num2 36 e l s e i f op == then 37 r e t u r n num1 num2 38 e l s e i f op == / then 39 r e t u r n num1 / num2 22 / 38

23 Introdução à Linguagem Lua: Criando Módulos III 40 e l s e 41 p r i n t ( Operador i n v á l i d o ) 42 r e t u r n n i l 43 end 44 end C a l c u l a uma e x p r e s s ã o a r i t m é t i c a com 47 q u a n t i d a d e i n d e t e r m i n a d a de v a l o r e s L i s t a de v a l o r e s no formato 49 num1 op num2 op numn r e t u r n Retorna o r e s u l t a d o da e x p r e s s ã o 51 f u n c t i o n c a l c E x p r e s s a o (... ) 52 Pega t o d o s os p a r â m e t r o s e c r i a um v e t o r ( t a b e l a ) 53 l o c a l params = {... } 54 P e r c o r r e o v e t o r de p a r â m e t r o s. 55 A cada i t e r a ç ã o, armazena o v a l o r 56 da p o s i ç ã o a t u a l do v e t o r em v a l l o c a l i, r e s = 1, 0 59 l o c a l num1, num2, op = 0, 0, / 38

24 Introdução à Linguagem Lua: Criando Módulos IV 61 f o r, v a l i n i p a i r s ( params ) do 62 i f i == 1 then 63 num1 = v a l 64 e l s e i f i == 2 then 65 op = v a l 66 e l s e i f i == 3 then 67 num2 = v a l 68 r e s = c a l c u l a r ( num1, op, num2 ) 69 num1 = r e s 70 i = 1 71 end 72 i=i end 74 r e t u r n r e s 75 end 24 / 38

25 Introdução à Linguagem Lua: Usando Módulos I Código Fonte 10: Usando módulo criado 1 Se o a r q u i v o do módulo e s t i v e r 2 no mesmo d i r e t ó r i o da a p l i c a ç ã o, 3 e l e é e n c o n t r a d o sem p r o b l e m a s. 4 Nos c a s o s de apps de TVD, 5 os módulos l u a e s t a r ã o 6 j u n t o com a app 7 para serem e n v i a d o s v i a b r o a c a s t ( por exemplo ) 8 A l i n h a a b a i x o usa o meumodulo. l u a 9 que o b r i g a t o r i a m e n t e deve t e r s i d o 10 d e f i n i d o com a i n s t r u ç ã o module 11 l á no a r q u i v o meumodulo. l u a 12 Se o a r q u i v o não é um módulo, 13 usa s e d o f i l e ( n o m e d o a r q u i v o. l u a ) 14 r e q u i r e meumodulo l o c a l num1, op, num2 = 10, $, 5 18 Ao chamar uma f u n ç ã o de um módulo, 25 / 38

26 Introdução à Linguagem Lua: Usando Módulos II 19 a mesma deve s e r p r e c e d i d a p e l o 20 nome do mesmo ( f u n c i o n a n d o como um namespace ) 21 l o c a l r e s = meumodulo. c a l c u l a r ( num1, op, num2 ) 22 p r i n t ( num1, op, num2, =, r e s ) l o c a l r e s = meumodulo. c a l c E x p r e s s a o ( 1 0,, 3, +, 6) 25 p r i n t ( R e s u l t a d o =, r e s ) O c ó d i g o d a q u i pra b a i x o c a l c u l a o 28 r e s u l t a d o de uma e x p r e s s ã o, 29 mas usando as f a c i l i d a d e s de lua, 30 por meio da f u n ç ã o l o a d s t r i n g 31 l o c a l c o d i g o = r e s 1 = U t i l i z a os r e c u r s o s de l u a 33 para a v a l i a r uma e x p r e s s ã o 34 ou q u a l q u e r c ó d i g o l u a c o n t i d o 35 numa s t r i n g e e x e c u t a r. 36 Neste caso, c o n s i d e r a a t é 37 a p r e c e d ê n c i a dos o p e r a d o r e s 38 l o c a l executa, e r r o = l o a d s t r i n g ( c o d i g o ) 39 Se o c ó d i g o na s t r i n g do l o a d s t r i n g 26 / 38

27 Introdução à Linguagem Lua: Usando Módulos III 40 f o r c ompilado com s u c e s s o, 41 l o a d s t r i n g r e t o r n a uma f u n ç ã o. 42 Se r e t o r n o u uma função, 43 o c ó d i g o f o i compilado, 44 assim, b a s t a chamar a f u n ç ã o 45 r e t o r n a d a 46 i f e x e c u t a = n i l then 47 chama a f u n ç ã o que e x e c u t a r á 48 o c ó d i g o c ompilado p e l a l o a d s t r i n g 49 e x e c u t a ( ) 50 p r i n t ( codigo, =, r e s 1 ) 51 e l s e 52 p r i n t ( e r r o ) 53 end 27 / 38

28 Introdução à Linguagem Lua: Tratamento de exceções I Código Fonte 11: Tratamento de Exceções com pcall 1 Se o a r q u i v o do módulo e s t i v e r 2 no mesmo d i r e t ó r i o da a p l i c a ç ã o, 3 e l e é e n c o n t r a d o sem p r o b l e m a s. 4 Nos c a s o s de apps de TVD, 5 os módulos l u a e s t a r ã o 6 j u n t o com a app 7 para serem e n v i a d o s v i a b r o a c a s t ( por exemplo ) 8 A l i n h a a b a i x o usa o meumodulo. l u a 9 que o b r i g a t o r i a m e n t e deve t e r s i d o 10 d e f i n i d o com a i n s t r u ç ã o module 11 l á no a r q u i v o meumodulo. l u a 12 Se o a r q u i v o não é um módulo, 13 usa s e d o f i l e ( n o m e d o a r q u i v o. l u a ) 14 r e q u i r e meumodulo l o c a l num1, op, num2 = 10, $, 5 18 Ao chamar uma f u n ç ã o de um módulo, 28 / 38

29 Introdução à Linguagem Lua: Tratamento de exceções II 19 a mesma deve s e r p r e c e d i d a p e l o 20 nome do mesmo ( f u n c i o n a n d o como um namespace ) 21 l o c a l r e s = meumodulo. c a l c u l a r ( num1, op, num2 ) 22 p r i n t ( num1, op, num2, =, r e s ) l o c a l r e s = meumodulo. c a l c E x p r e s s a o ( 1 0,, 3, +, 6) 25 p r i n t ( R e s u l t a d o =, r e s ) O c ó d i g o d a q u i pra b a i x o c a l c u l a o 28 r e s u l t a d o de uma e x p r e s s ã o, 29 mas usando as f a c i l i d a d e s de lua, 30 por meio da f u n ç ã o l o a d s t r i n g 31 l o c a l c o d i g o = r e s 1 = U t i l i z a os r e c u r s o s de l u a 33 para a v a l i a r uma e x p r e s s ã o 34 ou q u a l q u e r c ó d i g o l u a c o n t i d o 35 numa s t r i n g e e x e c u t a r. 36 Neste caso, c o n s i d e r a a t é 37 a p r e c e d ê n c i a dos o p e r a d o r e s 38 l o c a l executa, e r r o = l o a d s t r i n g ( c o d i g o ) 39 Se o c ó d i g o na s t r i n g do l o a d s t r i n g 29 / 38

30 Introdução à Linguagem Lua: Tratamento de exceções III 40 f o r c ompilado com s u c e s s o, 41 l o a d s t r i n g r e t o r n a uma f u n ç ã o. 42 Se r e t o r n o u uma função, 43 o c ó d i g o f o i compilado, 44 assim, b a s t a chamar a f u n ç ã o 45 r e t o r n a d a 46 i f e x e c u t a = n i l then 47 chama a f u n ç ã o que e x e c u t a r á 48 o c ó d i g o c ompilado p e l a l o a d s t r i n g 49 e x e c u t a ( ) 50 p r i n t ( codigo, =, r e s 1 ) 51 e l s e 52 p r i n t ( e r r o ) 53 end 30 / 38

31 Introdução à Linguagem Lua: Shell Script I Da mesma forma que pode-se criar arquivos *.sh para executar comandos do shell e automatizar tarefas em sistemas operacional da família UNIX, pode-se usar lua para isto. A grande vantagem é que lua é bem mais simples que as linguagens tradicionais de Shell Script, além do que, se você já conhece Lua, é menos trabalho. Para um script lua executar como um shell script, basta incluir a marcação conhecida como shebang ou hashbang (http://wiki.linuxquestions.org/wiki/shebang), um comentário na primeira linha do arquivo que indica qual o programa que deve interpretar o mesmo quando este for executado. 31 / 38

32 Introdução à Linguagem Lua: Shell Script II Código Fonte 12: Lua como Shell Script 1 #!/ u s r / b i n / l u a 2 O c ó d i g o acima p e r m i t e e x e c u t a r 3 o s c r i p t l u a com. / n o m e d o s c r i p t. l u a 4 ( sem p r e c i s a r u s a r o comando l u a a n t e s ) 5 desde que o a r q u i v o tenha p e r m i s s ã o 6 de e x e c u ç ã o em l i n u x 7 ( chmod a+x n o m e d o s c r i p t. l u a pra dar p e r m i s s ã o ) Usando l u a como s h e l l s c r i p t 11 Pega p a r â m e t r o s de l i n h a de comando 12 l o c a l a r g s = {... } os. e x e c u t e ( c l e a r ) Dá um p i n g no e n d e r e ç o r e c e b i d o por parâmetro 17 Se r e t o r n a r zero, é porque e x e c u t o u o p i n g e 18 o h o s t respondeu, 32 / 38

33 Introdução à Linguagem Lua: Shell Script III 19 c a s o c o n t á r i o, r e t o r n a um v a l o r d i f e r e n t e de z e r o 20 i f os. e x e c u t e ( p i n g.. a r g s [ 1 ].. c 3 )==0 then 21 p r i n t ( pingou ) 22 e l s e 23 p r i n t ( NÃO PINGOU ) 24 end 33 / 38

34 Introdução à Linguagem Lua: LuaRocks O luarocks é uma ferramenta, que como o apt-get, permite baixar pacotes lua. Para baixá-lo execute sudo apt-get install luarocks Baixando alguns módulos sudo luarocks install luasocket sudo luarocks install luadoc sudo luarocks install luasec 34 / 38

35 Introdução à Linguagem Lua: LuaDoc I O LuaDoc é uma ferramenta de documentação de códigos lua, assim como o JavaDoc. Para baixá-lo execute sudo luarocks install luadoc ou sudo apt-get install luadoc Código Fonte 13: Exemplo de módulo documentado com LuaDoc 1 l o c a l G, p r i n t, l o a d s t r i n g = G, p r i n t, l o a d s t r i n g 2 3 Exemplo de módulo ( Documentando um módulo ). 4 Os c o m e n t á r i o s i n i c i a d o s com 5 são i n t e r p r e t a d o s p e l o l u a d o c para 6 g e r a r a documentação do c ó d i g o f o n t e do p r o j e t o. 7 O nome do módulo é o nome do a r q u i v o. 8 module meumodulo 9 10 C a l c u l a uma e x p r e s s ã o a r i t m é t i c a com 11 q u a n t i d a d e i n d e t e r m i n a d a de v a l o r e s exp E x p r e s s ã o a r i t m é t i c a a s e r c a l c u l a d a 35 / 38

36 Introdução à Linguagem Lua: LuaDoc II r e t u r n Retorna o r e s u l t a d o da e x p r e s s ã o 14 f u n c t i o n c a l c u l a r ( exp ) 15 l o c a l executa, e r r o = l o a d s t r i n g ( r e t u r n.. exp ) 16 i f e x e c u t a = n i l then 17 r e t u r n e x e c u t a ( ) 18 e l s e 19 p r i n t ( e r r o ) 20 r e t u r n n i l 21 end 22 end Código Fonte 14: Exemplo de app documentada com LuaDoc 1 Exemplo de uso do módulo c r i a d o 2 r e q u i r e meumodulo l o c a l exp = l o c a l r e s = meumodulo. c a l c u l a r ( exp ) 7 p r i n t ( exp, =, r e s ) 36 / 38

37 Introdução à Linguagem Lua: LuaDoc III Para gerar a documentação, crie um diretório doc dentro do diretório da aplicação Execute o comando: luadoc *.lua -d doc Abra o index.html no diretório criado. Para corrigir os acentos nos HTML gerados: 37 / 38

38 New Lua Hist. Uso Carac. Interp. LuaEclipse Overview Analisando desempenho de programas Lua: luaprofiler, top, htop, collectgarbage( count ). Tratando XML em Lua POO em Lua 38 / 38

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