從零開始的Lua教程（零）：學習路線
從零開始的Lua教程（零）：學習路線
出於分享學習心得和獲得同伴討論學習的目的，我打算寫一個教程給想要學習如何實現lua的同學提供一個參考。
我的學習經歷
我在去年4月開始接觸到遊戲引擎的腳本引擎，那時我在讀一本名為《遊戲腳本高級教程》的書。
書的內容是開發一個叫做xscript的腳本語言。作為xscript的前奏，書的開頭首先實現了xscript的彙編語言xasm，包括彙編器和解釋器。然後還有一個遊戲內控制檯系統（很多遊戲都有，比如上古捲軸和饑荒），可以認為控制檯系統是一個簡單的腳本語言。
這本書寫得很爛，但是在我的腦子裡植入了一個想法：腳本引擎是一個方便的開發工具。
經過一些搜索和學習，我選擇了lua語言並決定實現它。
我從4月開發到8月底，完成了python和c#兩個版本。
這裡我使用了原型開發方法：先使用python開發項目原型，理解實現框架和基本概念，使用pythonic的方式編寫優雅的代碼，忽略邊界條件和細節。然後再用c#重寫並最終實現項目。
8月底我結束了lua項目，這時python原型已經通過了官方大概1k行lua源文本的測試和我手寫的單元測試，並實現了以下功能：
- 實現大部分lua語法
- ANTLR輔助下實現的編譯器
- 虛擬機，附帶一個簡單的調試器
- 與宿主語言的互操作，即lua和python能互相調用函數
在使用c#重寫時，我發現語言之間的差異有時很大，c#實現到能運行hello world之後就草草結束。
今年3月底，我重新開始了這個項目，現在正在重寫這個項目，因為實習的原因，四月中旬暫停了這個項目。
學習路線
我提供一個學習路線：
- 首先需要一些編程的經驗，應該掌握一門強類型語言和一門弱類型語言
- 然後需要編譯原理的知識，包括以下主題：
- 瞭解編譯器大概如何工作（龍書第2章）
- 詞法分析
- 語法分析的LL演算法
- 代碼生成
- 然後實現一個json解析器，參見milo yip的json教程
- 從零開始的 JSON 庫教程 - Milo Yip的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/22457315
- 然後選擇一個lua教程學習，比如菜鳥教程
- 回答以下兩個問題檢測學習效果：
- 元表查找機制是怎麼樣的？
- 實現一個簡單的OOP機制
- 閉包機制時怎麼樣的？
- 然後才開始實現lua，獲取以下資料後結合lua源代碼學習如何實現lua：
- 《Lua設計與實現》
- 《自己動手實現Lua》
- 《Programming in Lua 4th Edition》
- 《The Implementation Of Lua5》
- 《A No Frill Intro To Lua5.1 VM Instructions》
- 《Lua Bytecode Reference 5.3》
- 《The Evolution Of Lua》
這裡我不太能描述清楚具體的細節，或者給出一個step by step的guide，因為學習是每個人獨特的經歷。
比如有些資源在這一年裡我反覆學習了若干次，比如leptjson，很難去描述清楚哪一步做到什麼地步。
實現路線
我提供一個實現路線：
將lua分為前端編譯器和後端虛擬機兩個部分。
首先實現虛擬機。為了測試虛擬機，實現undump模塊，使用clua編譯出二進位chunk文件，由undump讀取出Proto實例，餵給虛擬機執行。
- 實現lundump模塊（luaU_undump函數）
- 實現lopcodes模塊
- 實現lobject模塊
- 實現虛擬機的指令循環（luaV_execute函數)
然後再實現編譯器，按詞法分析，語法分析，代碼生成的順序即可。
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