開發"憤怒的小鳥"的Lua語言：Wax框架詳解

來源: 51CTO 發布時間: 2011-10-01 17:53 閱讀: 9005 次推薦: 2 原文鏈接 [收藏]

摘要：我們都知道Objective-C和Cocoa語言可以開發iOS應用，但是一年前，蘋果決定在iOS系統上使用Lua語言。Wax框架的想法很簡單：凡是Objective-C能做的，Lua也能做！考慮使用像Lua這樣一門簡單而高效的編程語言，構建原生iPhone應用程序有許多充分的理由，而本文將深入探討Wax具有的一些好處，同時演示把Lua與Xcode 4和iOS軟件開發工具包（SDK）集成起來必不可少的實際步驟。

　　2011年6月的編程語言排行榜Lua語言一軍突起，一舉進入前十名。這與一年前蘋果決定在iOS系統上使用Lua語言密不可分。但是，你了解如何用Lua語言在iOS上開發應用嗎？這里將向各位介紹Lua語言的iOS應用開發框架Wax，其中在iOS平臺上無比火爆的《憤怒的小鳥》就是由Lua語言用Wax開發的。全文共分兩部分，第一部分將帶您深入探討Wax具有的一些好處，同時演示把Lua與Xcode 4和iOS軟件開發工具包（SDK）集成起來必不可少的實際步驟。第二部分將逐步介紹如何用Wax構建一個簡單的應用程序，顯示Twitter上的當前趨勢話題列表，可以用按鈕來更新內容。

Wax框架及憤怒的小鳥

　　Wax是什么?

　　Wax for iPhone這種框架在開發時，旨在把Lua腳本語言和原生Objective-C應用編程接口(API)結合起來。這意味著，你可以從Lua里面，使用任何和全部的Objective-C類及框架。

　　從技術上來講，Wax結合了Objective-C類和原生C代碼。Lua語言嵌入了C語言，然后Objective-C類并入到其中。

　　為什么使用Wax?

　　Wax是免費的、開源的。與其他一些基于Lua的移動開發解決方案不同，Wax是個開源框架，只需要你花一點點時間就可以上手，不需要花錢。不喜歡Wax的工作方式，或者發現實施方面的缺陷?源代碼可免費獲取，你總是可以改動源代碼，以滿足自己的需要。

　　可以利用原生API。這意味著，為教Objective-C而編寫的教程很容易由Lua for Wax來改動和編寫。這還意味著，你的應用程序在外觀感覺上總是如同原生應用程序，不過又得到了用Lua這種高效腳本語言編寫代碼可以節省時間的好處。

　　可以使用Xcode。這意味著，模擬器和設備部署都輕而易舉，不會輕易與未來的iOS版本決裂。

　　可以利用所有現有的Objective-C庫。如果你有一個Objective-C類是以前編寫的，不需要改動，就可以將它用在Lua中只要把它放入到Xcode。Three20之類的庫也是一樣。只要按照正常指令來添加庫，就可以使用Lua代碼訪問它們。

　　可以利用Wax Lua模塊。Wax有幾個內置的Lua模塊，使得異步HTTP請求和JavaScript對象標注(JSON)創建/解析極其容易而快速(因為模塊是用C編寫的)。

　　沒必要管理內存。不再需要操心內存分配之類的事務。Wax為你處理這一切。

　　Lua類型自動轉換成對應的Objective-C類型，反之亦然。這意味著，如果你調用了需要NSString和NSInteger的某個方法，但傳送了Lua字符串和Lua整數，Wax會為你搞定轉換工作。這種轉換功能強大，甚至可以處理復雜的Objective-C特性，比如選擇器。

　　你可以利用所有上述特性。不需要精挑細選。你獲得所有特性!

　　OK，實在太棒了!我該如何安裝Wax?

　　首先你需要Xcode和iPhone SDK。要是你還沒有這些東西，趕緊弄一份!

　　用Xcode創建項目

　　我們先創建一個新的基于Windows的項目，名為WaxApplication。別忘了把設備設置成iPhone：

WaxApplication

　　通過Finder瀏覽到你保存該項目的文件夾。創建三個新的文件夾：wax、scripts和Classes。你的文件夾看起來應該像這樣：

通過Finder瀏覽到你保存該項目的文件夾

　　設置Wax(第一部分，處理文件)

　　首先，下載源代碼的壓縮包。Wax放在GitHub上(https://github.com/probablycorey/wax)，那樣下載源代碼就很容易。從這里下載壓縮包。

　　現在，解壓縮剛下載的文件。瀏覽到剛解壓縮的文件夾。它會有probablycorey-wax-124ca46之類的名稱。

　　你的屏幕現在看起來應該像這樣：

解壓縮剛下載的文件

　　現在，執行下列操作：

　　◆ 拷貝lib和bin文件夾，把它們粘貼到位于WaxApplication項目文件夾里面的wax文件夾。

　　◆ 將xcode-template/Classes/ProtocolLoader.h拷貝到WaxApplication項目文件夾。

　　◆ 拷貝xcode-template/scripts/文件夾，將它放到WaxApplication項目文件夾里面。

　　◆ 打開WaxApplication項目文件夾里面的wax/lib/extensions/文件夾。刪除SQLite和xml文件夾，下圖所示：

你的屏幕

　　你的屏幕應該看起來像這樣：

　　設置Wax(第二部分，配置項目)

　　現在用Finder選擇Classes、scripts和wax文件夾，把它們拖入到Xcode項目中。把它們放到顯示Wax Application和1 target, iOS SDK X.X的那個條下方。不要勾選顯示Copy items into destination group’s folder(if needed)的復選框。點擊完成。

　　現在點擊顯示Wax Application和1 target, iOS SDK 4.3的那個條。接著采取下列步驟：

　　◆ 在右邊窗格中，尋找Targets標題，點擊WaxApplication。點擊Build Phases(構建階段)選項卡。點擊Copy Bundle Resources(復制捆綁資源)，清除所有lua文件。

　　◆ 在右下角，先點擊Add Build Phase(添加構建階段)，再點擊Add Run Script(添加運行腳本)。

　　◆ 將Shell設成/bin/zsh

　　◆ 將Shell下面的文本區域設成$PROJECT_DIR/wax/lib/build-scripts/copy-scripts.sh。

　　你的屏幕現在看起來像這樣：

打開main.m

　　改動main.m

　　在左邊窗格中，打開名為WaxApplication的文件夾。接下來，打開Supporting Files文件夾。接著，打開main.m，把文件的內容換成如下：

   //這是發生奇跡的地方！
   // Wax并不使用nib文件來裝入主視圖，一切在AppDelegate.lua文件里面完成
   #import <UIKit/UIKit.h>
   #import "wax.h"
   #import "wax_http.h"
   #import "wax_json.h"
   #import "wax_filesystem.h"
   int main(int argc, char *argv[]) {
   NSAutoreleasePool * pool =[[NSAutoreleasePool alloc] init];

   wax_start("AppDelegate.lua", luaopen_wax_http, luaopen_wax_json, luaopen_wax_filesystem, nil);

   int retVal = UIApplicationMain(argc, argv, nil, @"AppDelegate");
   [pool release];
   return retVal;
   }

　　別忘了保存文件!

　　刪除不必要的文件

　　刪除MainWindow.xib、WaxApplicationAppDelegate.h和WaxApplicationAppDelegate.m三個文件。打開WaxApplication/Supporting Files/WaxPallication-Info.plist，然后刪除鍵是Main nib file base name的那一行。

　　測試安裝的Wax

　　按↵(命令+回車鍵)，或者按左上角的Run，就可以在模擬器中運行應用程序。要是一切正常，你會看到一個簡單的應用程序會說Hello Lua!。

　　要是你沒看到這個消息，檢查之前的步驟，看看有沒有步驟漏了。

　　查看Lua

　　展開Scripts文件夾，打開AppDelegate.lua。你會看到運行該應用程序的Lua代碼。

　　你可能會先注意到，沒有語法高亮。遺憾的是，對于Xcode中的Lua語法高亮問題，我還沒有發現穩定的解決方案(是你發現了，請留言告訴我!)。

　　接下來你可能會注意到，沒有方括號，不過使用了像UIScreen和UIWindow這些類。那是由于你在使用Lua構建一個AppDelegate類;在蘋果和蘋果的代碼看來，你在使用Objective-C、構建Objective-C類!

　　方法名稱

　　你可能還注意到奇怪的方法名稱colorWithRed_green_blue_alpha。要是你熟悉Objective-C，就知道方法名稱可以有冒號。Lua中的函數名稱不能有冒號。為了補償這個差異，凡是Objective-C中隔開方法名稱的地方，在Lua中都換成下劃線。比如說：

　　Objective-C中的colorWithRed:green:blue:alpha對應于Lua中的colorWithRed_green_blue_alpha。

　　Objective-C中的selectRowAtIndexPath:animated:scrollPosition:對應于Lua中的selectRowAtIndexPath_animated_scrollPosition。

　　面向對象的模型

　　Lua的另一個問題是，它沒有像Objective-C那樣的繼承體系。Lua中根本沒有類。為了克服這個問題，Wax突出顯示了放在每個Wax Lua文件最前面的一個函數：waxClass。在默認的AppDelegate.lua中，這一行看起來像這樣：

waxClass{"AppDelegate", protocols = {"UIApplicationDelegate"}}

　　想通過Lua創建一個Objective-C類，就要使用waxClass{CLASS NAME, PARENT_CLASS}這個函數。你添加到該Lua文件的所有之后的函數(在同一個文件里面)都會作為實例方法，自動添加到新的類。

　　AppDelegate.lua的這一行顯示，還可以定義你的類定義哪些協議。

　　雖然waxClass解決了定義Objective-C可以使用的類這個問題，但還是存在一個問題：由于Lua沒有類，它沒有像Objective-C那樣的動態自變量。為了克服這個問題，Wax自動將每個方法的第一個變量作為類的當前實例。你可以發現，當你查看AppDelegate.lua中的applicationDidFinishLaunching時，第一個變量是自變量，即使Objective-C版的這個方法只有1個變量。然而，如果你非得將類的當前實例作為每個方法的第一個變量來傳送，就會很煩人，于是添加了一些語法上的便利(syntactical sugar)。不是使用.操作符在Lua中進行方法調用，而是使用了：操作符：

local view = UIView.initWithFrame(CGRect(0, 0, 100, 100))

　　--以下一模一樣

view:addSubview(someView)
iew.addSubview(view, someView)

　　值得一提的另一個重要方面是，Wax不支持Objective-C屬性。Wax迫使Lua和Objective-C只與方法進行聯系。

　　-- 這不行

someView.frame

　　-- 你而是需要使用getter/setter方法

View:frame() some
View:setFrame(someFrame)

　　只用于Lua的變量

　　你可以使用點.操作符，為任何Objective-C對象創建成員變量。不像冒號:操作符(用于對Objective-C類/實例調用方法)，點.操作符可以針對對象的Lua方面，動態創建成員變量(對象的Objective-C方面對這些變量一無所知)。在對象的生命周期之內，都可以使用成員變量。

　　輸出到控制臺

　　AppDelegate.lua還顯示了你如何可以編寫調試文本、輸出到控制臺。你可以使用函數puts。

　　內存管理

　　我之前說過，使用Lua的話，你根本沒必要分配、保留和釋放內存。你在調用任何初始化器之前，根本不需要調用內存分配。實際上，如果你這么做的話，程序可能會出現內存泄漏。

　　太棒了!接下來做什么?

　　你已經深入了解了專門針對Wax的Lua的基本知識，就可以準備編寫iPhone應用程序了!

　　在這個教程的第二個部分，我們將只用幾行Lua，就可以編寫出擁有刷新按鈕的一個Twitter示例應用程序。

　　看完這個教程是不是你也有信心打造出自己的《憤怒的小鳥》呢？

小貼士

Lua程序設計語言是一個簡潔、輕量、可擴展的腳本語言。Lua讀作/'lua/(嚕啊)，是葡萄牙語中"Luna"(月亮)的意思。

Lua是一種輕量語言，它的官方版本只包括一個精簡的核心和最基本的庫。這使得Lua體積小、啟動速度快。它用標準C語言編寫并以源代碼形式開放，編譯后僅僅一百余K，可以很方便的嵌入別的程式里。和許多"大而全"的語言不一樣，網路通訊、圖形界面等都沒有默認提供。但是Lua可以很容易地被擴展：由宿主語言(通常是C或C++)提供這些功能，Lua可以使用它們，就像是本來就內置的功能一樣。事實上，現在已經有很多成熟的擴展模塊可供選用。

Lua的目標是成為一個很容易嵌入其它語言中使用的語言。大多數程序員也認為它的確做到了這一點。

很多應用程序使用Lua作為自己的嵌入式腳本語言，以此來實現可配置性、可擴展性。這其中包括大話西游II、仙境傳說、魔獸世界、戰錘40k、博德之門、軒轅劍外傳漢之云等，在移動領域最著名的便是《憤怒的小鳥》。

　　第四步：UITableViewController數據方法

　　我們的應用程序可以啟動，這很好，但我們想要顯示一些數據。為了顯示這些數據，所有UITableViewController必須實施幾個方法，告訴設備顯示什么數據。其中第一個方法是numberOfSectionsInTableView:，它會返回將在表中顯示的群組數量。對該應用程序來說，這一步很容易，因為我們只需要一個表段，即擁有當前趨勢的那個表段。

   function numberOfSectionsInTableView(self, tableView)
   return1
   end

　　是不是很容易?現在我們得實施tableView_numberOfRowsInSection方法，它告訴設備某個特定的分組會有多少行。對該應用程序來說，這同樣很容易，因為我們只有一個表段。記得我們如何用init方法對Lua表進行初始化嗎?只要計數該表中的表項數量，就知道該表需要顯示多少行：

   function tableView_numberOfRowsInSection(self, tableView, section)
   return #self.trends
   end

　　這使用Lua簡寫方法來計數表中的表項數量。如果你不熟悉Lua表，下面有幾個要點：

　　1. 大多數語言中被稱為詞典的東西在Lua中被稱為表。

　　2. 大多數語言中被稱為數組的東西被稱為帶有序數字鍵的表。

　　3. 數組使用從1開始的索引，而幾乎其他每種語言使用從0開始的索引。

　　接下來是tableView_titleForHeaderInSection方法。該方法告訴設備顯示什么作為某群組的標題。你只要返回某個指定群組的字符串，標題之后會神奇地出現在表行上方：

   function tableView_titleForHeaderInSection(self, tableView, section)
  if section == 0 then
  return "Currently Trending Topics"
  end
  return nil
  end

　　相當簡單。現在我們只要往表格填充從Twitter的服務器取來的數據。如果你熟悉Objective-C中的UITableViewControllers，就會認識這下一個方法：

  function tableView_cellForRowAtIndexPath(self, tableView, indexPath)
  local identifier = "TwitterTableViewControllerCell"
  local cell = tableView:dequeueReusableCellWithIdentifier(identifier) or
   UITableViewCell:initWithStyle_reuseIdentifier(UITableViewCellStyleDefault, identifier)
  local object = self.trends[indexPath:row() +1] -- 必須是+1，因為Lua數組從1開始
   cell:textLabel():setText(object)
  return cell
  end

　　這個方法要復雜一點。首先，我們定義了對同一種類型，但可能有不同內容的所有表格單元(cell)來說很獨特的標識符。這種情況下，我們稱之為TwitterTableViewControllerCell。接下來，我們使用Lua簡寫方法，獲得UITableViewCell的實例。注意夾在這兩個方法調用之間的or。如果第一個方法調用的結果不是false或nil， cell就被設成第一個方法調用的值。否則，cell會被設成是第二個方法調用的結果。

　　我們這么做是為了節省內存。這樣一來，設備每次只要為屏幕上10個左右的表格單元分配內存，而不是為數據源里面可能擁有的數千個表格單元分配內存。當然，我們不會有數千行要顯示，但這仍是個有必要養成的好習慣。接下來，我們把表格單元的內容設成從self.trends數組的合適部分獲取的趨勢。我們知道，該索引從來不會超出self.trends的范圍，因為我們通過方法tableView_numberOfRowsInSection，將數組大小告訴給了設備。最后，我們返回剛創建的表格單元。如果你現在按Run，它應該看起來像這樣：

返回剛創建的表格單元

　　第五步：從Twitter裝入數據

　　現在說說真正展現Wax魅力的好玩部分：從互聯網、或者更準確地說從Twitter的服務器裝入JSON數據。先不妨創建一個名為loadDataFromTwitter的新方法。該方法會從Twitter的服務器獲取JSON數據，然后為表重新裝入新數據。

  function loadDataFromTwitter(self)
   UIApplication:sharedApplication():setNetworkActivityIndicatorVisible(true) -- show spinner
   wax.http.request{"http://api.twitter.com/1/trends.json", callback =function(json, response)
   UIApplication:sharedApplication():setNetworkActivityIndicatorVisible(false) -- hide spinner
  if response:statusCode() == 200 then
   self.trends = {} -- Reset the list of trends when the trends are refreshed
  for index,value in ipairs(json["trends"]) do-- iterate over a table with numerical keys
  table.insert(self.trends, value["name"]) -- append the value to the "array"
  end
  end
   self:tableView():reloadData()
  end}
  end

　　是的，就這么簡單。你定義了請求的URL以及請求完畢后執行的回調。Wax自動確認服務器在運行JSON后，會將JSON文本自動轉換成Lua表。這使得顯示網絡活動指示器(設備右上角靠近無線信號指示器的圖標)異常容易。返回的JSON看起來像這樣。鍵trends保存一組對象，這些對象包含趨勢名稱和訪問提到該趨勢的所有Twitter消息的URL。

　　趨勢名稱存儲到self.trends變量里面后，重新裝入tableView，它可以再次調用我們之前定義的所有數據方法。這導致趨勢在表中顯示，非常類似最終產品。

　　如果你立即試圖運行該應用程序，看上去沒什么不同。那是因為該方法從未調用。如果從viewDidLoad:里面調用該方法，我們就能確保總是可以顯示最新趨勢。把這行添加到viewDidLoad:方法末行的前一行：

self:loadDataFromTwitter()

　　如果你點擊Run，應用程序看起來有點像這樣(你得等幾秒鐘裝入趨勢，請留意那個活動指示器!)：

請留意那個活動指示器