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--- scripting:tutorials:level2:functions [2023/09/09 09:17] – fritz_98
+++ scripting:tutorials:level2:functions [2024/05/17 10:02] (aktuell) – fritz_98
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 Für ein lauffähiges Skript ist der korrekte Umgang mit Funktionen essentiell. Einige Funktionen, die Siedler bereitstellt, gehen über die Vorstellung, die wir in [[ scripting:tutorials:level1:functions_blocks |Ebene 1]] erstanden haben, hinaus. In diesem Kapitel werden deshalb einige nützliche Möglichkeiten zur Verwendung von Funktionen präsentiert und Beispiele anhand der Siedler-API gegeben.
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 Es handelt sich dabei nur um eine alternative Schreibweise, die Funktionalität bleibt die gleiche.
-Das gleiche Prinzip funktioniert auch, wenn ein Table als einziger Parameter erwartet wird. Wir definieren eine Funktion, die eine Person etwas sagen lässt:
+Das gleiche Prinzip funktioniert auch, wenn ein Table als einziger Parameter erwartet wird. Wir definieren eine Funktion, die eine Person etwas sagen lässt und belassen es Optional, ob der Sprecher oder die Aussage angegeben werden. Dazu benutzen wir ein Table als Paramter und wenden einen kleinen Trick an: Um herauszufinden, welche Informationen gegeben wurden, fragen wir (indirekt), ob sie **nil** sind. In Lua ist jede Variable, bevor sie definiert wird, **nil**. Demzufolge sind alle undefinierten Variablen **nil**.
 <code lua>
 -- _WhoAndWhat ist ein Table, das eine Person und einen Text enthalten kann, aber nicht muss
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 =====Mehrere Rückgabewerte=====
+Funktionen in Lua können mehr als einen Wert mittels **return** zurückgeben. Die einzelnen Werte müssen dafür durch ein Komma getrennt sein.
+Zur Anschauung definieren wir eine Funktion, die die größte Zahl in einem Table findet. Außerdem soll die Funktion den Index dieser Zahl zurückgeben.
+<code lua>
+function Argmax(_Table)
+    local MaxIndex = 1
+    local Max = _Table[MaxIndex]
+    for i, Value in ipairs(_Table) do
+        if _Table[i] > Max then
+            Max = _Table[i]
+            MaxIndex = i
+        end
+    end
+    return Max, MaxIndex
+end
+</code>
+Für beide Rückgabewerte müssen eigene Variablen definiert werden, ebenfalls durch ein Komma getrennt:
+<code lua>
+Max, MaxIndex = Argmax{3, 25, 14, 9, 11, 17, 36}
+</code>
+Falls wir den ''MaxIndex'' doch mal nicht brauchen, können wir ihn einfach weglassen:
+<code lua>
+-- Das Maximum wird weiterhin in die Variable Max geschrieben
+Max = Argmax{3, 25, 14, 9, 11, 17, 36}
+</code>
+Falls wir **nur** den ''MaxIndex'' brauchen, müssen wir den ersten Rückgabewert dennoch "auffangen", um im Skript zu signalisieren, dass wir am zweiten Rückgabewert interessiert sind. Im Beispiel darüber haben wir gesehen, dass sonst automatisch der erste Rückgabewert als der gewünschte angenommen wird.
+<code lua>
+-- Technisch gesehen ist _ auch nur eine Variable. Sie sollte allerdings nicht benutzt werden, sondern
+-- nur einen Platzhalter für nicht benötigte Variablen darstellen
+_, MaxIndex = Argmax{3, 25, 14, 9, 11, 17, 36}
+</code>
+Abschließend können wir auch alle Rückgabewerte automatisch in ein Table fassen, indem wir geschweifte Klammern um den Funktionsaufruf setzen:
+<code lua>
+MaxResults = { Argmax{3, 25, 14, 9, 11, 17, 36} }
+</code>
+Der Wert ''Max'' findet sich in ''MaxResults[1]'' und der Wert ''MaxIndex'' in ''MaxResults[2]''.
+**Wichtig**: Wenn die Anzahl der Rückgabewerte einer Funktion bekannt ist, sollte man immer die Variante über die Definition der einzelnen Variablen wählen. Sie ist performanter und macht es für einen Leser direkt ersichtlich, welche und wie viele Variablen entstehen. Der Umweg über das Table ist vor allem nützlich, wenn man die Anzahl der Rückgabewerte **nicht kennt**. \\
+Ein Beispiel für den letzteren Fall wird im Abschnitt zum Siedler-Skripting beleuchtet.
+Lua selbst stellt auch Funktionen mit mehreren Rückgabewerten zur Verfügung. Die Funktion ''string.find'' durchsucht einen String nach dem ersten Vorkommen eines gegebenen Substrings. Zurückgegeben werden der erste und der letzte Index des gefundenen Stringabschnitts:
+<code lua>
+FoundStart, FoundEnd = string.find("HelloWorld", "oWo")
+</code>
+''FoundStart'' ist ''5'' und FoundEnd ''7'', da der Teil des Strings, auf den die Suche zutrifft, am fünften Buchstaben beginnt und am siebten endet.
+----
+====Beispiele im Siedler-Skripting====
+Eine Funktion, die beim Siedler-Skripten häufig verwendet wird, ermittelt die Gebäude oder Einheiten eines bestimmten Typs des Spielers. ''Logic.GetPlayerEntities(_PlayerId, _EntityType, _Amount)'' gibt höchstens ''_Amount'' [[ scripting:tutorials:level1:place_entities#exkursentity-id_vs_skriptname |Entity-Ids]] von Spieler ''_PlayerId'' vom Typ ''_EntityType'' zurück. Wenn der Spieler weniger als ''_Amount'' Entities des gesuchten Typs besitzt, werden entsprechend weniger EnitityIds zurückgegeben. Wir haben hier also genau den Fall, dass eine Funktion viele Rückgabewerte hat, deren Anzahl aber nicht immer gleich ist.
+Darüber hinaus ist der erste Rückgabewert keine EntityId, sondern die Anzahl der gefundenen Ids!
+In diesem Beispiel wollen wir 5 kleine Wohnhäuser von Spieler 1 zum Brennen bringen:
+<code lua>
+-- Maximal 5, potentiell 0 Entities im Table
+local Player1Residences = { Logic.GetPlayerEntitites(1, Entities.PB_Residence1, 5) }
+-- Die Iteration soll bei Index 2 beginnen, da an Index 1 keine EntityId, sondern die Anzahl der
+-- gefundenen Häuser enthält
+-- Die Iteration endet bei Player1Residences[1] + 1, da die Anzahl der gefundenen Häuser plus
+-- jede einzelne EntityId zusammen die Länge der Liste bestimmen
+-- Wenn keine Häuser gefunden wurden, ist Player1Residences[1] + 1 = 0 + 1 = 1
+-- Das bedeutet, dass mit i = 2, 1 der Block in der Schleife nie betreten wird
+for i = 2, Player1Residences[1] + 1 do
+    -- Setze die Lebenspunkte herab, sodass das Haus zu brennen beginnt
+    SetHealth(Player1Residences[i], 25)
+end
+</code>
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 werden nur die ersten drei beachtet und addiert, der Rest verworfen. Die Funktion hat keine Möglichkeit, auf die Argumente zuzugreifen. Allerdings wird **kein** Fehler angezeigt! Darauf zu achten, einer Funktion nicht zu viele Argumente zu übergeben, wird dem Programmierer überlassen.
-Der Nutzen, den man daraus ziehen kann, ist eingeschränkt. Im Artikel zur [[ scripting:tutorials:level2:lua_library |Lua-Standardbibliothek]] wird die Funktion ''unpack'' beschrieben, mit der ein numerisches Table ([[ scripting:tutorials:level1:tables#tables_als_listen |Liste]]) "ausgepackt" wird. Die Funktion gibt jeden Eintrag im Table einzeln als Rückgabewert aus (siehe auch den Abschnitt oben über mehrere Rückgabewerte). ''unpack'' kann also dazu benutzt werden, die Inhalte eines numerischen Tables einzeln als Argumente zu übergeben. Mit der Funktion ''SumOfThree'' können so die ersten drei Zahlen in so einem Table addiert werden:
+Der Nutzen, den man daraus ziehen kann, ist eingeschränkt. Im Artikel zur [[ scripting:tutorials:level2:lua_library |Lua-Standardbibliothek]] wird die Funktion ''unpack'' beschrieben, mit der ein numerisches Table ([[ scripting:tutorials:level1:tables#tables_als_listen |Liste]]) "ausgepackt" wird. Die Funktion gibt jeden Eintrag im Table einzeln als Rückgabewert aus (siehe auch den Abschnitt [[ scripting:tutorials:level2:functions#mehrere_rueckgabewerte |oben]] über mehrere Rückgabewerte). ''unpack'' kann also dazu benutzt werden, die Inhalte eines numerischen Tables einzeln als Argumente zu übergeben. Mit der Funktion ''SumOfThree'' können so die ersten drei Zahlen in so einem Table addiert werden:
 <code lua>
 local Numbers = {3, 25, 14, 9, 11, 17, 36}
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 Dieser Use Case lässt sich aber auch anders (und deutlich besser lesbar) umsetzen und soll hier nur als Beispiel dienen. \\
 **Hinweis**: In der Lua-Demo kann die Funktion ''unpack'' nicht benutzt werden und muss durch ''table.unpack'' ersetzt werden.
+Der interessantere Fall ist der, bei dem zu wenig Argumente übergeben wurden. Jeder Parameter einer Funktion, der nicht mit einer Eingabe belegt wird, ist innerhalb der Funktion **nil**:
+<code lua>
+function SumOfThree(_A, _B, _C)
+    print(_A)
+    print(_B)
+    print(_C)
+    return _A + _B + _C
+end
+SumOfThree(3)
+</code>
+Dieser Aufruf wird ''3 nil nil'' anzeigen und dann einen Fehler, weil eine Zahl nicht mit **nil** verrechnet werden kann. Zu wenige übergebene Argumente können also Fehler verursachen. Diese Fehler entstehen allerdings erst, wenn die Funktion mit **nil** nicht arbeiten kann.
+Das kann man ausnutzen, um Parameter optional zu machen. Wir modifizieren die Funktion ''SumOfThree'' so, dass weniger als 3 Argumente übergeben werden können.
+<code lua>
+function SumOfThree(_A, _B, _C)
+    -- nil wird von if wie false interpretiert
+    -- Wenn _A nil ist, also nicht angegeben wurde, wird es auf 0 gesetzt
+    if not _A then
+        _A = 0
+    end
+    -- Das selbe Prinzip wenden wir bei _B an
+    if not _B then
+        _B = 0
+    end
+    -- Und auch bei _C
+    if not _C then
+        _C = 0
+    end
+    -- So  können wir sicherstellen, dass diese Berechnung immer gelingt
+    return _A + _B + _C
+end
+-- Gibt nun ohne Fehler das korrekte Ergebnis aus
+print(SumOfThree(3))
+print(SumOfThree(3, 39))
+</code>
+Auch hier ist wieder zu beachten, dass zu wenige Argumente nicht per se als Fehler gelten und als Problemursache häufig versteckt auftreten. In unserem Beispiel mit der Summe können damit aber alle Parameter optional gemacht werden, sodass die nicht zwingend besetzt werden müssen.
+**Achtung**: Auf diese Weise solltest du höchstens **einen** Parameter als optional definieren. Bedenke, dass in unserem Beispiel für die Angabe von ''_C'' **zwingend** die Angabe von ''_B'' notwendig ist. Es lassen sich demnach keine Parameter "überspringen". Wenn du mehrere optionale Parameter anbieten willst, solltest du den Parameter als Table definieren (siehe auch das Beispiel ''SaySomething'' aus dem Abschnitt [[ scripting:tutorials:level2:functions#verkuerzte_funktionsaufrufe |oben]] über verkürzte Funktionsaufrufe). Dadurch bekommt jeder Parameter einen Namen und kann unabhängig von allen anderen angegeben werden. \\
+Diesem Prinzip folgt beispielsweise die aus [[ scripting:tutorials:level1:enemy_ai#setupplayerai |Ebene 1 bekannte Funktion]] ''SetupPlayerAi'', die viele Optionen für die Definition eines KI-Spielers bietet, die unabhängig voneinander gewählt werden können.
+----
+====Beispiele im Siedler-Skripting====
+Einige Funktionen, die du schon kennst, machen sich optionale Parameter zunutze. Eine davon ist ''ForbidTechnology(_Technology, _PlayerId)''. Tatsächlich kannst du die Angabe von ''_PlayerId'' weglassen. Dann wird für den Spieler die Id des lokalen menschlichen Spielers angenommen. Im Singleplayer ist das immer Spieler **1**. Folgende Aufrufe sind **nur** im Singleplayer also äquivalent:
+<code lua>
+-- Verbietet den Ausbau zum Kanonenturm für Spieler 1
+ForbidTechnology(Technologies.UP2_Tower, 1)
+-- Verbietet ebenfalls den Ausbau zum Kanonenturm für Spieler 1
+ForbidTechnology(Technologies.UP2_Tower)
+</code>
+Wenig überraschend ist ''ForbidTechnology'' folgendermaßen definiert:
+<code lua>
+function ForbidTechnology(_Technology, _PlayerId)
+    if not _PlayerId then
+        -- Gibt die Spieler-Id des lokalen menschlichen Spielers zurück (auch im Multiplayer)
+        -- Dadurch kann im Multiplayer mit einem einzigen Aufruf von ForbidTechnology
+        -- allen Spielern eine bestimmte Technologie verboten werden
+        _PlayerId = GUI.GetPlayerID()
+    end
+    Logic.SetTechnologyState(_PlayerId, _Technology, 0)
+end
+</code>
+Analog sind auch ''AllowTechnology'' und ''ResearchTechnology'' definiert.
+Ein etwas anderes Beispiel ist die Funktion ''AddGold(_PlayerId, _Amount)''. Auch da ist die ''_PlayerId'' optional, obwohl sie im Gegensatz zu ''ForbidTechnology'' vorne steht! Das liegt daran, dass intern beim Fehlen des zweiten Arguments die Parameter vertauscht werden:
+<code lua>
+function AddGold(_PlayerId, _Amount)
+    if not _Amount then
+        _Amount = _PlayerId
+        _PlayerId = GUI.GetPlayerID()
+    end
+    Logic.AddToPlayersGlobalResource(_PlayerId, ResourceType.Gold, _Amount)
+end
+</code>
+Bei allen anderen Ressourcen ist das ebenfalls so gelöst.
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 =====Beliebig viele Parameter=====
+In manchen Situationen ist es nützlich, eine Funktion mit beliebig vielen Parametern aufrufen zu können. Die Funktion soll dann einfach mit allen Parametern, die sie bekommt, arbeiten.
+Ein Beispiel dafür kann eine Funktion sein, die aus allen Zahlen, die sie als Argumente erhält, eine Summe bildet. Auf herkömmlichem Weg kann man nur eine endliche Menge an Parametern definieren, die jederzeit überschritten werden kann. Zwangsläufig muss der Weg über Tables führen, die beliebig groß sein können:
+<code lua>
+function Sum(_Numbers)
+    local Result = 0
+    for _, Number in ipairs(_Numbers) do
+        Result = Result + Number
+    end
+    return Result
+end
+print(Sum{3, 25, 14, 9, 11, 17, 36})
+</code>
+Es gibt in Lua aber auch eine Schreibweise, die automatisch alle Argumente, die der Funktion übergeben werden, in ein Table gibt. Dazu schreibt man statt dem Argument drei Punkte (''...''). Alle an diesem Platzhalter gegebenen Argumente sind innerhalb der Funktion in einem Table namens ''arg'' verfügbar:
+<code lua>
+function Sum(...)
+    local Result = 0
+    for _, Number in ipairs(arg) do
+        Result = Result + Number
+    end
+    return Result
+end
+-- Beachte den Unterschied zu oben: Hier wird kein Table als Argument überreicht, sondern einfach alle Zahlen
+-- hintereinander!
+print(Sum(3, 25, 14, 9, 11, 17, 36))
+</code>
+**Hinweis**: In der Lua-Demo muss ''arg'' durch ''{...}'' getauscht werden, da Siedler noch mit einer alten Lua-Version läuft.
+Das lässt sich auch mit festen Parametern kombinieren. In der folgenden Beispielfunktion wollen wir in ein bestehendes Table alle angegebenen Werte einfügen:
+<code lua>
+MyTable = {3, 25, 14}
+function MultiInsert(_Table, ...)
+    for _, Value in ipairs(arg) do
+        table.insert(_Table, Value)
+    end
+end
+MultiInsert(MyTable, 7, "t", 0, "Spinat", 9999)
+</code>
+Nach dem Aufruf hat ''MyTable'' 8 Einträge, wurde also um alle Werte, die der Funktion übergeben wurden, erweitert.
+**Achtung**: Die Parameter können in diesem Fall nicht umgekehrt angegeben werden (also nicht ''MultiInsert(..., _Table)''! Die Funktion kann beim Aufruf nicht wissen, welche Argumente zu ''...'' und welche zu ''_Table'' gehören. Deshalb besteht generell die Regel, dass zuerst die festen/notwendigen Parameter angegeben werden müssen, bevor man die Funktion für beliebig viele weitere Parameter mit ''...'' "öffnet".
+----
+Im nächsten Kapitel bleiben wir bei Funktionen und versuchen, mit Rekursionen zu arbeiten.
+[[ scripting:tutorials:level2:loops| Voriges Kapitel: Weiteres zu Schleifen ]] \\
+[[ scripting:tutorials:level2:recursion | Nächstes Kapitel: Rekursionen ]] \\
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