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Lua Script 란

1993년 개발된 프로그래밍 언어. 브라질 리우데자네이루의 교황청대학교에서 호베르투 예루잘링스키 및 2명이 공동 제작했다. 달을 의미하는 포르투갈어 단어에서 따왔다. 스크립트 언어를 하나의 목적으로 가지고 있기 때문에 굉장히 작고 가벼운 인터프리터형 언어다.

태생 자체가 C/ C++ 프로그램 내부에 포함시키기 쉬운 깔끔한 문법의 가벼운 스크립트 언어를 목표로 개발 되었다. 교황청대학교 컴퓨터 그래픽 기술 연구소에서 내부적으로 개발해서 사용하던 기존의 데이터 처리용 스크립티 언어 SOL과 DEL의 한계를 극복할 더 강력한 언어가 요구되었다고 한다.

언어적 특징

가벼움

인터프리터의 용량이 KB 단위로 작고 굉장히 빠르다. 굉장히 적은 데이터 형만 지원하고, 쉽게 붙일 수 있기에 절차적으로도, 객체지향적으로도, 함수형으로도 이용이 가능하다.

문법적 특징

기본 자료형 : nil, boolean, string, function, table, userdata, thread
null 이 Lua 에선 nil 로 쓴다.
진리값은 boolean 타입일 때, true, false가 참 거짓을 나타내고, boolean 타입이 아닐 경우 nil이 거짓, 나머지는 모두 참. C 언어랑 달리 0 도 참이다.
==의 반대 연산자는 ~=를 쓴다.
논리 연산자는 not, and, or 로 쓴다.
bitwise 연산자는 &, |, ~(이항 비트 XOR), >>, <<, ~(단항 비트 NOT)
^가 xor관련이 아닌 pow, 즉 거듭제곱 연산자이다.
복합 대입 연산자는 지원하지 않는다.
문자열 합치기는 A . . B이다.
self 라는 예약어가 있는데, 예약어로 분류되진 않으나 콜론을 사용한 함수 호출시 self 변수를 다른 OOP 언어에서 제공하는 this나 self 변수처럼 함수 안에서 사용이 가능하다.
반복 제어문에서 continue 는 없고, goto가 있어 비슷하게 구현이 된다.
인덱스가 1부터 시작한다.
함수가 일급객체다, 즉 함수를 만들어 변수에 대입하는 방식으로 작성이 가능하다. funtiuon(argument) return argument end 같이 한줄로 쓰기가 가능하다.
기본 자료형의 thread 타입이 있으나, 실제로는 coroutine이다.
문자열 패턴 매칭이라는, 정규 표현식과 유사한 기능을 지원한다. 다만, 정규 표현식과 다르고 기능도 훨씬 단순하다. Lua 창시자가 직접 만든 라이브러리 LPeg가 사실상 표준 패턴 매칭 라이브러리다.
다른 언어들과는 달리 삼항 조건 연산자 (condition ? exprIfTrue : exprIfFalse) 를 지원하지 않는다. condition and exprIfTrue or exprIfFalse 표현으로 대체 가능하다. 정확히는 exprIfTrue가 참이라는 보장이 있어야 대체 가능하다.
Lua의 한 줄 주석은 --Hello, World!처럼 --(문자) 형식으로 적는다.
Lua의 여러 줄 주석은 --[[문자]]-- 형식으로 대괄호 2개를 붙여 적는다.

테이블

Lua에서는 테이블은 우리가 흔히 아는 테이블과는 달리 배열과 딕셔너리 기능을 기본적으로 모두 할 수 있다.

local Table = {2, 5, "s", true, false, a = 2, {2,4,f = 2}, "g"}

위와 같이 다른 언어의 배열과는 다르게 다양한 자료형을 키로 사용가능한데, 이것을 가지고 단순한 구조체, 배열 뿐만 아니라 객체, 클래스, 인터페이스 등을 구현해낼 수 있다. 사실 Lua의 테이블은 단순히 저장하는 것이 아니라 메타 테이블과 같이 써서 테이블에 기능을 붙일 수 있기 때문이다. 그래서 Lua를 잘 다루려면 테이블과 메타 테이블을 잘 다룰 수 있어야 한다.

함수형 프로그래밍

Lua도 일단은 함수형 프로그래밍이 어느 정도 된다. 함수를 익명함수로 생성할 수도 있고 전달할 수도 있다(JavaScript에서 지원하는 정도와 비슷하다). 그리고 사실 파일로 저장해서 불러오는 스크립트 자체가 함수다. 대신 성능을 위해서 스택의 크기가 고정되어 있기 때문에 어떤 함수든지 지역 변수를 255개 이상 만들 수가 없다. 대신 전역 범위에 저장하는 _G라는 테이블이 존재한다.

클로저와 익명함수를 지원한다.

다만 함수형 프로그래밍에서 흔히 쓰이는 map, filter, reduce 등의 함수가 기본적으로 제공되지는 않는다.

Lua의 인기 이유

경량성과 빠른 실행속도 : Lua가 매우 경량의 언어이며, 런타임 오버헤드가 매우 낮다. JS가 이런 면에선 성능적인 이점이 부족하며, nginx를 기준으로 생각한다면 빠른 처리가 요구되는 프록시 서버에서 JS를 쓰기보단 Lua를 통해 빠르게 처리하는게 효과적일 수 있는 것이다.
유연한 확장성 : Lua 자체는 확장을 염두한 설계가 되어 있고 그렇기에 nginx를 포함 다양한 곳에서 작업이 수행 가능하게 구성되어 있다.
쉬운 통합 : nginx 등에서 통합을 위한 모듈이 잘 구성되어있고 복잡한 처리로직을 쉽게 구현할 수 있다.

결론 Why Lua?

Lua 스크립트는 nginx 라는 프록시 서버에서 모듈로써 통합이 잘 되어 있고, 그 가벼움과 성능적 이점 덕분에 서버가 갖춰야 할 덕목을 해치지 않으면서도 필요한 기능을 쉽고 빠르게 구현이 가능하다. 물론 JS 가 개발자에게 더 친숙할 수는 있고 방대한 개발 생태계를 활용하는데 있어 이점은 크지만, 구현 가능한 내용이 Lua로 구현 가능하다고 판단이 선다고 하면 굳이 JS로 이를 구현하기보다 통합된 Nginx와 Lua의 장점을 활용하는게 더 낫다고 볼 수 있다.

Lua 프로그래밍 기초 문법

Lua는 로블록스 게임 개발을 위해 필요한 프로그래밍 언어이다.
여태까지 사용했던 JAVA, PHP, JS와는 문법이 좀 달라서 가장 기초적인 문법들을 정리해보았다.

1. 주석

-- 루아에서두개의 연속된 대쉬(--)는 그 대쉬가 있는 한 줄을 주석으로 처리한다.

--[[ 
	여러줄 주석을 사용하려면 이 형태를 이용한다.
]]--

2. 변수 - 범위(scope)

Lua 에서는 변수선언할때 아무런 앞에 아무런 글자를 붙히지 않으면 범위가 전체(Global)에 해당한다. (global 일 때는 따로 정의를 하지 않는다.)
한 영역에서만 유효하려면 “local”로 정의한다.

print("What is local")

a=3 

print(a) // 3 

if true then 
  local a = 20 
  local b = "bbbbb"
  print (a) // 20
  print (b) // bbbb 
end

print (a) // 3
print (b) // nil

3. 유형, 변수타입 (Type)

Lua는 Java처럼 변수를 선언 할 때 타입을 설정할 필요는 없다.
물론 형 자체는 존재한다.

nil : 빈 값, type도 nil ( 자바의 null )
boolean : true 또는 false 가진 값의 type 입니다
number : 모든 숫자입니다. 정수, 소수점있는 숫자 모두 포함입니다.
string : 문자를 갖고 있으면 문자형이 됩니다
function : 로직을 포함한 함수를 나타내는 변수는 유형도 function 입니다
table : 여러 변수들의 그룹을 나타내는 변수입니다. 아주 중요 ( Array유형도 table이다.) / 테이블을 클래스처럼 활용할 수도 있다.

local a = 10 
print (type(a)) // number

a= nil
print (type(a)) //nil

a = "hello"
print (type(a)) //string

a = 3123.1231
print (type(a)) //number

a = (1 > 3) 
print (type(a)) // boolean

a = {} 
print (type(a)) // table

b = {"Lua", "Tutorial"}
print (type(b)) // table

4. 연산자 (Operation)

자바와는 조금 다르다.
자바의 ”++” 같이 증가나 이런건 없다.

// 1. 수식 연산자
+ : 더하기
- : 빼기
* : 곱하기
/ : 나누기 --> 결과가 소수점까지 나와요
% : 나머지
^ : 몇 승

// 2. 관계 연산자 -  결과가 boolean
== : 같다
~= : 다르다
>
<
>=
<=
  
// 3. 논리연산자 - 결과가 boolean
and : A and B -- A 가 참이고 B가 참이여야 참
or : A or B -- A 또는 B 가 참이여야 참
not : 참이면 거짓, 거짓이면 참 

// 4. 기타 : 오히려 가장 쓸모 있는
.. : 두 문자를 붙여줌 
# : 배열/테이블의 갯수 카운트

//예시
local a = {"hi", " my", " name", " is", " nova"} 
print(a[1].."!!!"..a[2]..a[3]..a[4]..a[5]) print(#a)
                                                 
//결과
hi!!! my name is nova

5. 반복문

Lua에서 제공하는 반복 기능은

while
for
repeat until
ipairs / pairs ( table 대상 반복 )

1. while (조건) do ~ end

a = 10

while( a < 20 )
do
   print("value of a:", a)
   a = a+1
end

while 다음에 오는 조건이 참이 될 때까지 do ~ end 사이를 계속 실행한다.
종종 while (true) 같은 것을 이용해서 무한히 돌게 만들기도 하는데, 그러면 사이에 반드시 wait() 같은 간격을 두어야 한다. 그런게 없이 while (true) 하면 바로 프로그램은 종료된다.

2. for ~ do ~ end

for i = 10,20,1 
do 
   print(i) 
end

처음 값이 두번째 값이 될 때까지, 세번째 값을 처음 값에 더한다.
세번째 값을 생략하면 (1) 이라고 생각해서 계속 더한다.

3. repeat ~ until (조건)

a = 10

repeat
   print("value of a:", a)
   a = a + 1
until( a > 15 )

while 과 거의 비슷한데 while (조건) do … end 대신
repeat … until (조건)으로 표시한다.
개인적으로 조건이 앞에 있는 것들이 혼동을 덜 줘서 가능하면 while을 사용한다.

6. 조건문

if (조건) then A else B end

조건이 참이면 A를 실행하고 거짓이면 B를 실행한다.
else B 부분은 없어도 상관없다.
즉, 조건이 참이면 A만 실행 아니면 그냥 바로 밖의 다음 줄로 진행이 된다.

local a  = false
local b = true

if (a and b)
then
    print ("A and B is true")
else
    print (" A or B is false")
end

if 문안의 if문

if false
then
   print (1)
else if true
   then
      print (2)
   else
      print (3)
   end
end

7. 함수

함수 정의 방법

local function hihi (a,b) 
	print("hihihi") 
	return 123 
end 

hihi()  // hihihi
print(type(hihi)) // function
print(hihi) // function: abc...(함수의 위치주소)
print(hihi()) // hihihi 123

함수 사용의 팁

변수와 마찬가지로 local을 붙히면 해당 범위안에서 사용, 아무것도 없으면 global 함수가 된다.
함수의 파라미터 안에 다른 함수를 넣어서 함수 안에서 불러 쓸 수 있다.

myprint = function(param) 
	print("This is my print function - ##",param,"##") 
end 

function add(num1,num2,functionPrint) 
	result = num1 + num2 
	functionPrint(result) 
end 
    
myprint(10) 
add(2,5,myprint)

파라미터가 미리 확정되지 않았을 때 …형태로 넘겨서 함수 안에서 하나씩 불러 쓸 수 있다.

function average(...) 
	result = 0 
	local arg = {...} 
    for i,v in ipairs(arg) do 
      result = result + v 
	end 
    return result/#arg 
    end 
    
    print("The average is",average(10,5,3,4,5,6))

8. String

유용한 String들 모음

모든 글씨 대문자 : string.upper()
날짜를 자리수에 맞춰 표시 : string.format()
변수에 저장된 이름으로 대화 만들기 : “Hi! “..playername
반복되는 문장 함수로 표시 : string.rep(“WHAT!“,100)
날짜 등으로 자리수 고정해야할때 : string.format(“%03d”,aaa) 하면 빈칸에 0

예시

myname = "nobakee" 

print(string.upper(myname)) // NOBAKEE
 
date = 3; month = 5; year = 2020 
print(string.format("Date %02d/%02d/%03d", date, month, year)) // Date 03/05/2020

print("Hello! "..myname) //  Hello! nobakee
print(string.rep("WHAT! ", 100)) // WHAT! x100번

9. Array

다른언어들과 다르게 Lua에서는 Array의 첫번째 값의 인덱스가 1부터 시작한다.

animals = {강아지,돼지,닭,고양이,말}

다른 언어 : animals[3] = 고양이
Lua : animals[3] = 닭

Array 기초 사용 예시

texts = {} 
print(type(texts)) 

//#texts 는 texts라는 배열의 크기를 나타냄
texts = {"a","b","c","d","e","d","f"}
print("size : "..#texts) 
      for i=1,#texts do print(texts[i]) 
      end 
      
texts = {1,2,3,4,5} 
print("size : "..#texts) 
      for i=1,#texts do print(texts[i]) 
      end

이중 Array 사용 예시

m_array = {} 
  for i=1, 10 do 
    m_array[i] = {} 
  	for j=1, 10 do 
    m_array[i][j] = i*j 
  end 
end 

for i=1, 10 do 
  for j=1, 10 do
    print("["..i.."]["..j.."]"..m_array[i][j]) 
    end
  end

여기서 중요한 것은 값을 할당할 때
m_array[i] = {} 로 미리 array를 쭉 선언해줘야 동작한다는 것이다.

10. table

Table은 Lua의 유일한 자료구조 이다.
Table은 여러 다른 데이터들의 그룹이다.
그안에는 숫자, 문자, 함수, 다른테이블 모두 포함 할 수 있다.
이 Table을 활용해서 클래스처럼 사용하기도 하고, 배열로 사용하기도 한다.
이전의 Array도 하나의 Table 이라고 볼 수 있다.

table = {"abc" , 1, 2, name = 'chan', age = 26, 999}

위 예시 테이블에서 key값이 없는 값들은 array처럼 순서대로 1부터 시작하는 index를 가지게 된다.
중간에 name = “chan” 처럼 키값을 가지는 값이 있으면 무시하고 index를 카운트한다.
// 테이블에서 값에 접근하는 예시
table = {"abc" , 1, 2, name = 'chan', age = 26, 999} 
table[1] = "abc"
table[2] = 1
table[3] = 2
table[4] = 999
table.name = 'chan' 
table["name"] = 'chan' 

테이블을 선언할 때 값을 넣는 방법

// 테이블에서 값에 접근하는 예시
// 두 방법 모두 같은 결과
t1 = {x = 0, y = 1}
t2 = {}; t2.x = 0; t2.y = 1

//굳이 이럴 필요는 없겠지만 이 역시 같은 표현
t3 = {"red","yellow","blue"} 
t4 = {[1]="red",[2]="yellow", [3]="blue"}

테이블은 숫자 대신 ‘key’형태로 이름을 가질 수 있고, 호출할때는 ’ . ’ 으로 접근한다.

이런 그룹화된 table을 쉽게 다루기 위해서 iterator 이라는 반복을 도와주는 기능이 제공된다.
for문과 함께 사용하여 쉽게 table 내부를 반복 할 수 있다.

pairs : 테이블 안의 index, key index 무관하게 전체를 보여준다.
ipairs : 테이블 안의 숫자 index만 뽑아서 보여준다.

table = {"abc" , 1, 2, name = 'chan', age = 26, 999} 

//pairs 예시
print('pairs 테스트')
for key, value in pairs(table) do
  print ("key: "..key, "value: "..value)
end
//결과 : table 안의 내용 모두 출력 (key:1 value:"abc"..)형태



//ipairs 예시
print('pairs 테스트')
for index, value in ipairs(table) do
  print ("index: "..index, "value: "..value)
end
//결과 : table 안의 key값들을 제외한 내용 출력 (index:4 value:999..)형태



//결과값 테스트
print("결과")
print (table.name) //chan
print (table["name"]) // chan
print (table[1]) //abc

테이블을 클래스처럼 사용하는 방법은 추후에 업데이트 예정
(테이블과 메타테이블을 활용해 클래스처럼 만들수 있음, 상속 포함)

11. Module

Module은 어떤 함수들을 미리 만들어 놓고, 불러와서 사용할 수 있도록 한 “함수 모음” 이라고 할 수있다.

lua_module.lua라는 파일에 table을 하나 만들어 return 한다.
사용하는 쪽에서는 require 명령어를 이용해 불러서 사용 할 수 있다.

// 1. module script 생성
// 2. 테이블 선언 및 함수 정의
local mymath = {}

function mymath.add(a,b)
	print(a+b)
end

function mymath.sub(a,b) 
	print(a-b)
end 

function mymath.mul(a,b)
	print(a*b) 
end 

function mymath.div(a,b)
	print(a/b) 
end 

return mymath

사용하는 쪽에서는

mymathmodule = require("mymath") 
mymathmodule.add(10,20) 
mymathmodule.sub(30,20)
mymathmodule.mul(10,20) 
mymathmodule.div(30,20)

보통 로블록스에서는 ServerStorage에 module Script 를 생성하고, 다른 곳에서 불러서 사용한다.

실 사용 예시

모듈 생성

// 보통 ServerStorage안의 module Script 내부에서 생성

local MoneyManager = {} 
local questReward = 100 

// 함수 정의
function MoneyManager.finishQuest(player) 
	player.Money = player.Money + questReward 
end 

return MoneyManager

사용

// 다른 스크립트에서
local MoneyManager = require(ServerStorage.ModuleScript)

공통된 기능들을 이렇게 모두 한군데 모아두면 유지보수시 편하다.
다른 사람들이 만든 모듈들도 한번 찾아보자.

참고 자료

https://velog.io/@goyou123/LUA
https://deface.tistory.com/17
https://namu.wiki/w/Lua
https://www.lua.org/about.html
https://docs.nginx.com/nginx/admin-guide/dynamic-modules/lua/
오잉? 이런 대안도 있다. https://openresty.org/en/

Lua Script 란
Lua 프로그래밍 기초 문법
참고 자료