2022年MM实验报告 .pdf

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1、M2M 实验报告名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 实验一 Lua语言编程一、实验原理Lua 是一种 轻量语言，它的官方版本只包括一个精简的核心和最基本的库。这使得 Lua 体积小、启动速度快。它用标准C语言编写并以源代码形式开放，编译后仅仅一百余K，可以很方便的嵌入别的程序里。和许多 大而全 的语言不一样，网路通讯、图形界面等都没有默认提供。但是Lua 可以很容易地被扩展：由宿主语言（通常是C或 C+ ）提供这些

2、功能， Lua 可以使用它们，就像是本来就内置的功能一样。事实上，现在已经有很多成熟的扩展模块可供选用。Lua 是一种多重编程范式的程序设计语言：它只提供了很小的一个特性集合来满足不同编辑范式的需要，而不是为某种特定的编辑范式提供繁杂的特性支持。例如， Lua 并不提供继承这个特性，但是你可以用元表来模拟它。诸如名字空间、类这些概念都没有在语言基本特性中实现，但是我们可以用表结构（Lua唯一提供的复杂数据结构）轻易模拟。Lua可以在运行时随时构造出一个函数，并把它看作一个对象（正是所谓的first class function），这个特性可以很好的满足函数式编程的需要。这是提供了这些基本的元特

3、性，我们可以任意的对语言进行自需的改造。二、实验目的1. 了解什么是 Lua语言及其优势和 Lua与 C/C+ 的关系2. 掌握 Lua的基本编程，包括类型和值、表达式（各类运算符、优先级和表的构造） 、基本语法和函数等。3. 掌握 Lua的编译、运行和调试。三、实验内容1. 配置 Lua的运行环境，使其在命令行中可以进行编译。2. 验证实验指导书中编写的计算输入参数n 的阶乘。3. 编写输出 50以内的质数的程序。4. 编写二分法的程序四、实验过程1. Lua在 Windows 下的搭建（1）首先从 Lua官网下载 Lua5.2.3压缩包。下载地址： http:/www.lua.org/do

4、wnload.html（2）将压缩包解压后得到如下文件：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - （3）在环境变量的 Path 中添加解压后所得文件的路径并保存。如图：（3）打开记事本编写代码，完成后另存为*.lua 文件。（4）打开命令行输入lua *.lua 运行。如图：2. 计算输入参数 n 的阶乘（1）源代码function fact(n)if n=0 thenreturn 1else return n*fact

5、(n-1)endend名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - print(enter a number:)a = io.read(*number)print(fact(a)（2）结果截图3. 求 50 以内的质数（1）源代码- sieve.lua- the sieve of Eratosthenes programmed with coroutines- typical usage: lua -e N=500 siev

6、e.lua | column- generate all the numbers from 2 to nfunction gen (n)return coroutine.wrap(function ()for i=2,n do coroutine.yield(i) endend)end- filter the numbers generated by g, removing multiples of pfunction filter (p, g)return coroutine.wrap(function ()for n in g doif n%p = 0 then coroutine.yie

7、ld(n) endendend)endN=N or 50- from command linex = gen(N)- generate primes up to Nwhile 1 do名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - local n = x()- pick a number until doneif n = nil then break endprint(n)- must be a prime numberx =

8、 filter(n, x) - now remove its multiplesend（2）结果截图4. 二分法（1）源代码- bisect.lua- bisection method for solving non-linear equationsdelta=1e-6- tolerancefunction bisect(f,a,b,fa,fb)local c=(a+b)/2io.write(n, c=,c, a=,a, b=,b,n)if c=a or c=b or math.abs(a-b)delta then return c,b-a endn=n+1local fc=f(c)if fa

9、*fc0 then return bisect(f,a,c,fa,fc) else return bisect(f,c,b,fc,fb) endend- find root of f in the inverval a,b. needs f(a)*f(b)0function solve(f,a,b)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - n=0local z,e=bisect(f,a,b,f(a),f(b)io.wri

10、te(string.format(after %d steps, root is %.17g with error %.1e, f=%.1en,n,z,e,f(z)end- our functionfunction f(x)return x*x*x-x-1end- find zero in 1,2solve(f,1,2)（2）结果截图五、实验总结Lua语言是一种成熟的机器语言，它十分快速、便携性好、功能强大、可嵌入式、内存占用率小，并且是免费的。经过 Lua语言的学习，我们对它的功能和使用有了基本的了解：Lua的设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。它由标准 C

11、编写而成，代码简介优美，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。但 Lua并没有提供强大的库，所以它不适合作为开发独立应用程序的语言。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - Lua脚本可以很容易的被C/C+ 代码调用，也可以反过来调用C/C+ 的函数，这使得 Lua在应用程序中可以被广泛应用。不仅仅作为扩展脚本，也可以作为普通的配置文件，代替XML,Ini等文件格式，并且更容易理解和维护。一个完整的 Lua解释器不

12、过 200k，在目前所有脚本引擎中，Lua的速度是最快的。这一切都决定了Lua是作为嵌入式脚本的最佳选择。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 实验二 基于 Lua语言案例分析一实验目的掌握 Lua中的面向对象编程。二实验原理表：Lua中的数据结构，可以存放各种域。由于Lua中的函数也是第一类值，于是表可以存放属性域和方法域，因此表可以描述一个类。元表：元表也是一个表，可以设置给一个本表。一个表作为元表概念存在的意义

13、在于它可以通过定义自身的一系列元方法来改变本表的行为。如果一个元表不被设置给一个本表，那么他是没有意义的，一个本表的元表可以是自身。元方法： Lua给表预备了一些特殊的行为（如表之间的相加/减/乘/除等） ，这些行为可以通过元方法来定义。一个表的元方法需要定义在它的元表中，一个没有元表的表无法使用任何元方法。如果一个表的元表是自身，那么在该表中定义的元方法将影响该表的行为。_index 元方法：当访问到表中不存在的域时，将调用其元表的_index元方法（如果该表指定了元表并且元表定义了_index元方法的话）。如果其元表的 _index 方法返回一个表中含有该域，则访问该域。三实验步骤及结果：

14、1.封装将具备相同性质的一类事物抽象成一组属性域和方法域，在C+中这个概念叫做类。在 Lua 中没有类的概念，而是用一个表来存储这一组属性域和方法域。通过对类的实例化可以产生可以操作的对象，但是在Lua 中没有实例化的概念，Lua 使用“ 原型” 的思路来实现对象的实例化：一个原型表用来描述一个类，在原型表中填写类属性和方法。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 实例化对象时，创建一个新表，将新表的元表设置为原型表。

15、将原型表的_index 指向自身。于是，所有使用该方法产生的新表都将拥有相同的元表，相当于所有的新表都可以访问到相同的域：Base = x = 0 , y = 0; Base. new = function( self) local o = ; - 创建新表 setmetatable(o,self); -新表的元表设置为原型表self._index = self; -原型表的 _index为原型表return o; end Base.setXY = function ( self,x,y) self.x = x; self.y = y; end b1 = Base:new(); b1:setX

16、Y(666,999); b2 = Base:new(); b2:setXY(333,999); print(b1.x); -666这样看起来一切正常， b1 和 b2的元表都是 Base。访问 b1,b2 中不存在的域 setXY 会通过元表 Base._index 返回 Base.setXY。但是当 b1 生成的时候他的 x 域根本不存在，直到b1:setXY(b1,666,999)的时候通过一个赋值才生成的x。这个 x 在表 b1 中，各个实例之间互不影响，但是在多个实例访问Base中的表成员数据时会产生错误：Base = x = 0 , y = 0, t = h = 0 ; ; b1 =

17、 Base:new(); b1.t.h = 100; b2 = Base:new(); print(b2.t.h); -100t 不在对象表中，而在原型表Base 中，通过 _index 访问到了类中的数据，看起来像个 static 成员。于是，类中的成员最好声明在构造函数内的新表中，而方法可以声明在原型表中(由于在调用的时候会传入self 引用)。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - Base = ; Base.

18、new = function( self) local o = x = 0 , y = 0, t= h = 0 , ; setmetatable(o,self); self._index = self; return o; end这样当 b1,b2 被创建的时候就存在xy 和 t 域。Lua 中的继承很有趣，派生一个类只需要一个原型表的新实例：2. 继承Deriver = Base:new();Deriver 表现在看起来是一个Base 原型表的新实例，它的元表是Base重写 Deriver 的 new 方法，在 new 方法中扩充 Deriver 的新属性：Deriver.new = fun

19、ction(self) local o = getmetatable(self).new(self); o.z = 999; return o; enddobj1 = Deriver:new(); dobj1:setXY(1,2); print(dobj1.x,dobjdobj1.z); - 1 2 999Deriver 实例化的新对象 dobj1 实际上为表 o，o 表带有 Deriver 原型表中定义的所有属性 ,由于实例化时 Deriver.new 传入的 self 参数是 Deriver ，因此 o 的元表是Deriver，Deriver 的元表是 Base，这样构成了一个继承链。当派

20、生表中定义了和原型表相同的域时，会优先执行派生表中的域，因此方法重载和多态性是天然产生的。四实验总结Lua是一种完全免费的脚本语言, 可以和 C/C+ 语言紧密结合 ,它的官方网站在 http:/www.lua.org./ 在网站上可以下载到lua 的源码 , 没有可执行版本 , 不过名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 不用担心 , 因为 lua 源码可以在任何一种C/C+ 的编译器上编译 .如果要学习 Lua,

21、官方网站上的 Reference是必备的，上面有每个命令的用法，非常详细。Lua语言是一种成熟的机器语言，它十分快速、便携性好、功能强大、可嵌入式、内存占用率小，并且是免费的。经过 Lua语言的学习，我们对它的功能和使用有了基本的了解：Lua的设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。它由标准 C编写而成，代码简介优美，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。但 Lua并没有提供强大的库，所以它不适合作为开发独立应用程序的语言。Lua脚本可以很容易的被C/C+ 代码调用，也可以反过来调用C/C+ 的函数，这使得 Lua在应用程序中可以被广泛应用。不仅仅作为扩展脚本，也可以作为普通的配置文件，代替XML,Ini等文件格式，并且更容易理解和维护。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -