Für ein lauffähiges Skript ist der korrekte Umgang mit Funktionen essentiell. Einige Funktionen, die Siedler bereitstellt, gehen über die Vorstellung, die wir in 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.

Hinweis: Unsere Beispiele in diesem und den folgenden Kapiteln können besser nachvollzogen werden, wenn man die Programmzeilen nebenbei ausprobieren kann. Dazu kann man diese Webseite hier verwenden:

https://www.lua.org/demo.html

Wenn Funktionen nur einen einzigen Parameter haben und dieser Parameter entweder ein String oder ein Table ist, kann man den Funktionsaufruf mit diesem einen Parameter verkürzen.

Beispielsweise übergibt man an die Funktion print in der Regel nur einen einzigen String-Parameter. In so einem Fall können die runden Klammern weggelassen werden. Folgende Funktionsaufrufe sind äquivalent:

-- Zeigt "Hallo Welt" an
print("Hallo Welt")
 
-- Zeigt auch "Hallo Welt" an
print"Hallo Welt"

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 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.

-- _WhoAndWhat ist ein Table, das eine Person und einen Text enthalten kann, aber nicht muss
-- Wenn eine Angabe fehlt, wird ein Standardwert gesetzt
function SaySomething(_WhoAndWhat)
    -- Wenn die Quelle der Aussage fehlt (also nil ist), wird "Ein Unbekannter" als Quelle angenommen
    -- nil wird von if wie false interpretiert
    if not _WhoAndWhat.Person then
        _WhoAndWhat.Person = "Ein Unbekannter"
    end
 
    -- Das gleiche Prinzip für den Text
    if not _WhoAndWhat.Text then
        _WhoAndWhat.Text = "Je kälter, desto draußen"
    end
 
    print(_WhoAndWhat.Person.." sagt: ".._WhoAndWhat.Text)
end

So eine Funktion kann auf verschiedene Arten aufgerufen werden:

-- Variante 1: Man definiert ein (lokales) Table im Voraus und gibt es an die Funktion weiter
local WhoAndWhat = {
    Person = "Konfuzius",
    Text = "Der Weg ist das Ziel"
}
SaySomething(WhoAndWhat)
 
-- Variante 2: Man erstellt das Table im Funktionsaufruf und benutzt die Standardschreibweise
SaySomething({Person = "Kerberos"})
 
-- Variante 3: Der verkürzte Funktionsaufruf, bei dem ebenfalls das Table beim Funktionsaufruf erstellt wird
-- In der verkürzten Variante können die Klammern weggelassen werden
SaySomething{Person = "Niemand", Text = "Nutella schmeckt ohne Butter besser"}
 
-- Die Funktion ist so formuliert, dass auch ein leeres Table übergeben werden kann
-- Der verkürzte Funktionsaufruf sähe damit so aus:
SaySomething{}

Wir haben in Ebene 1 bereits Funktionen kennengelernt, die entweder einen einzelnen String oder ein einzelnes Table als Parameter haben.

Beispielsweise haben wir im Artikel zu Sieg- und Niederlagebedingungen die Funktion IsDead benutzt, um zu prüfen, ob eine Entität noch lebt oder nicht. Folgende Schreibweisen sind demnach äquivalent:

-- Variante 1
if IsDead("Player2") then
    -- Reaktion auf Ereignis
end
 
-- Variante 2
if IsDead"Player2" then
    -- Reaktion auf Ereignis
end

Hinweis: Du wirst die verkürzte Schreibweise für Strings in Mapskripten sehr selten finden, da sie weder besonders nützlich noch hübsch anzusehen ist. Wir wollten sie der Vollständigkeit halber trotzdem zeigen.

Im Artikel zu Briefings haben wir die Funktion StartBriefing vorgestellt, mit der ein Briefing nach einer Beschreibung in einem Table gestartet werden kann. Da diese Funktion nur das Table als Parameter nimmt, kommt dafür die alternative Schreibweise infrage:

-- Im verlinkten Artikel haben wir uns der Übersicht zuliebe für Variante 1 entschieden
local Briefing = {
    {
        title = "Dario",
        text = "Dies ist ein sehr kurzes Briefing. Ich grüße meine Mama, meinen Papa und Falki.",
        position = GetPosition("Dario")
    }
}
StartBriefing(Briefing)
 
-- Die Variante mit verkürzter Schreibweise sähe so aus:
StartBriefing{
    {
        title = "Dario",
        text = "Dies ist ein sehr kurzes Briefing. Ich grüße meine Mama, meinen Papa und Falki.",
        position = GetPosition("Dario")
    }
}

Hinweis: Je größer ein Table wird, desto unübersichtlicher wird der verkürzte Aufruf, weil weniger schnell ersichtlich wird, auf welche Funktion sich gerade bezogen wird. Speziell bei Briefings nimmt dir das außerdem die Möglichkeit, einzelne Seiten als globale Variable abzuspeichern, um sie ResolveBriefing zu übergeben. Die verkürzte Schreibweise ist also nicht automatisch die beste!
Wir werden im Artikel zu NPCs die Funktion CreateNPC kennenlernen, die sich für die verkürzte Schreibweise sehr eignet.

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.

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

Für beide Rückgabewerte müssen eigene Variablen definiert werden, ebenfalls durch ein Komma getrennt:

Max, MaxIndex = Argmax{3, 25, 14, 9, 11, 17, 36}

Falls wir den MaxIndex doch mal nicht brauchen, können wir ihn einfach weglassen:

-- Das Maximum wird weiterhin in die Variable Max geschrieben
Max = Argmax{3, 25, 14, 9, 11, 17, 36}

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.

-- 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}

Abschließend können wir auch alle Rückgabewerte automatisch in ein Table fassen, indem wir geschweifte Klammern um den Funktionsaufruf setzen:

MaxResults = { Argmax{3, 25, 14, 9, 11, 17, 36} }

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:

FoundStart, FoundEnd = string.find("HelloWorld", "oWo")

FoundStart ist 5 und FoundEnd 7, da der Teil des Strings, auf den die Suche zutrifft, am fünften Buchstaben beginnt und am siebten endet.

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 EntityIds ( link) 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:

-- 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

Möglicherweise ist es dir schon passiert, dass du einer Funktion die Parameter in der falschen Reihenfolge oder zu viele oder zu wenige Parameter angegeben hast. Falls du mit anderen Programmiersprachen vertraut bist, würdest du erwarten, dass solche Fälle Fehlermeldungen nach sich ziehen. Lua allerdings wird das erlauben und auch teilweise ausnutzen. In diesem Abschnitt wollen wir beleuchten, was passiert, wenn die Anzahl an gegebenen Argumenten nicht der erwarteten entspricht.

Der einfachere Fall ist der mit zu vielen Argumenten. Wir definieren eine Funktion, die drei Zahlen addiert:

function SumOfThree(_A, _B, _C)
    return _A + _B + _C
end

Wenn diese Funktion mit zu vielen Argumenten aufgerufen wird

SumOfThree(3, 25, 14, 9, 11)

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 Lua-Standardbibliothek wird die Funktion unpack beschrieben, mit der ein numerisches Table (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:

local Numbers = {3, 25, 14, 9, 11, 17, 36}
 
print(SumOfThree(unpack(Numbers)))

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:

function SumOfThree(_A, _B, _C)
    print(_A)
    print(_B)
    print(_C)
    return _A + _B + _C
end
 
SumOfThree(3)

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.

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))

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 oben über verkürzte Funktionsaufrufe). Dadurch bekommt jeder Parameter einen Namen und kann unabhängig von allen anderen angegeben werden.
Diesem Prinzip folgt beispielsweise die aus Ebene 1 bekannte Funktion SetupPlayerAi, die viele Optionen für die Definition eines KI-Spielers bietet, die unabhängig voneinander gewählt werden können.

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:

-- 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)

Wenig überraschend ist ForbidTechnology folgendermaßen definiert:

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

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:

function AddGold(_PlayerId, _Amount)
    if not _Amount then
        _Amount = _PlayerId
        _PlayerId = GUI.GetPlayerID()
    end
    Logic.AddToPlayersGlobalResource(_PlayerId, ResourceType.Gold, _Amount)
end

Bei allen anderen Ressourcen ist das ebenfalls so gelöst.

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:

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})

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:

function Sum(...)
    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))

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:

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)

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.

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