Lua和C++交互详细总结_3_C++调用Lua

三C++调用Lua

我们经常可以使用Lua文件来作配置文件。类似ini，xml等文件配置信息。现在我们来使用C++来读取Lua文件中的变量，table，函数。

lua和c通信时有这样的约定: 所有的lua中的值由lua来管理, c++中产生的值lua不知道, 类似表达了这样一种意思: "如果你(c/c++)想要什么, 你告诉我(lua), 我来产生, 然后放到栈上, 你只能通过api来操作这个值, 我只管我的世界", 这个很重要, 因为:

"如果你想要什么, 你告诉我, 我来产生"就可以保证, 凡是lua中的变量, lua要负责这些变量的生命周期和垃圾回收, 所以, 必须由lua来创建这些值(在创建时就加入了生命周期管理要用到的簿记信息)

"然后放到栈上, 你只能通过api来操作这个值", lua api给c提供了一套完备的操作界面, 这个就相当于约定的通信协议, 如果lua客户使用这个操作界面, 那么lua本身不会出现任何"意料之外"的错误.

"我只管我的世界"这句话体现了lua和c/c++作为两个不同系统的分界, c/c++中的值, lua是不知道的, lua只负责它的世界

现在有这样一个hello.lua 文件：

str = "I am so cool"
tbl = {name = "shun", id = 20114442}
function add(a,b)
    return a + b
end

我们写一个test.cpp来读取它：

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;  

extern "C"
{
    #include "lua.h"
    #include "lauxlib.h"
    #include "lualib.h"
}
void main()
{
    //1.创建Lua状态
    lua_State *L = luaL_newstate();
    if (L == NULL)
    {
        return ;
    }  

    //2.加载Lua文件
    int bRet = luaL_loadfile(L,"hello.lua");
    if(bRet)
    {
        cout<<"load file error"<<endl;
        return ;
    }  

    //3.运行Lua文件
    bRet = lua_pcall(L,0,0,0);
    if(bRet)
    {
        cout<<"pcall error"<<endl;
        return ;
    }  

    //4.读取变量
    lua_getglobal(L,"str");
    string str = lua_tostring(L,-1);
    cout<<"str = "<<str.c_str()<<endl;        //str = I am so cool~  

    //5.读取table
    lua_getglobal(L,"tbl");
    lua_getfield(L,-1,"name");
    str = lua_tostring(L,-1);
    cout<<"tbl:name = "<<str.c_str()<<endl; //tbl:name = shun  

    //6.读取函数
    lua_getglobal(L, "add");        // 获取函数，压入栈中
    lua_pushnumber(L, 10);          // 压入第一个参数
    lua_pushnumber(L, 20);          // 压入第二个参数
    int iRet= lua_pcall(L, 2, 1, 0);// 调用函数，调用完成以后，会将返回值压入栈中，2表示参数个数，1表示返回结果个数。
    if (iRet)                       // 调用出错
    {
        const char *pErrorMsg = lua_tostring(L, -1);
        cout << pErrorMsg << endl;
        lua_close(L);
        return ;
    }
    if (lua_isnumber(L, -1))        //取值输出
    {
        double fValue = lua_tonumber(L, -1);
        cout << "Result is " << fValue << endl;
    }  

    //至此，栈中的情况是：
    //=================== 栈顶 ===================
    //  索引  类型      值
    //   4   int：      30
    //   3   string：   shun
    //   2   table:     tbl
    //   1   string:    I am so cool~
    //=================== 栈底 ===================   

    //7.关闭state
    lua_close(L);
    return ;
}

知道怎么读取后，我们来看下如何修改上面代码中table的值：

// 将需要设置的值设置到栈中
lua_pushstring(L, "我是一个好人～");
// 将这个值设置到table中（此时tbl在栈的位置为2）
lua_setfield(L, 2, "name");

我们还可以新建一个table：

// 创建一个新的table，并压入栈
lua_newtable(L);
// 往table中设置值
lua_pushstring(L, "Give me a girl friend !"); //将值压入栈
lua_setfield(L, -2, "str"); //将值设置到table中，并将Give me a girl friend 出栈

需要注意的是：堆栈操作是基于栈顶的，就是说它只会去操作栈顶的值。

举个比较简单的例子，函数调用流程是先将函数入栈，参数入栈，然后用lua_pcall调用函数，此时栈顶为参数，栈底为函数，所以栈过程大致会是：参数出栈->保存参数->参数出栈->保存参数->函数出栈->调用函数->返回结果入栈。

类似的还有lua_setfield，设置一个表的值，肯定要先将值出栈，保存，再去找表的位置。

再不理解可看如下例子：

lua_getglobal(L, "add");        // 获取函数，压入栈中
lua_pushnumber(L, 10);          // 压入第一个参数
lua_pushnumber(L, 20);          // 压入第二个参数
int iRet= lua_pcall(L, 2, 1, 0);// 将2个参数出栈，函数出栈，压入函数返回结果
lua_pushstring(L, "我是一个好人～");  //
lua_setfield(L, 2, "name");             // 会将"我是一个大帅锅～"出栈

另外补充一下：

lua_getglobal(L,"var")会执行两步操作：1.将var放入栈中，2.由Lua去寻找变量var的值，并将变量var的值返回栈顶（替换var）。

lua_getfield(L,-1,"name")的作用等价于 lua_pushstring(L,"name") + lua_gettable(L,-2)

lua value 和 c value的对应关系：

可以看出来, lua中提供的一些类型和c中是对应的, 也提供一些c中没有的类型. 其中有一些药特别的说明一下:

nil值, c中没有对应, 但是可以通过lua_pushnil向lua中压入一个nil值

注意: lua_push*族函数都有"创建一个类型的值并压入"的语义, 因为lua中所有的变量都是lua中创建并保存的, 对于那些和c中有对应关系的lua类型, lua会通过api传来的附加参数, 创建出对应类型的lua变量放在栈顶, 对于c中没有对应类型的lua类型, lua直接创建出对应变量放在栈顶.

例如:    lua_pushstring(L, “string”) lua根据"string"创建一个 TString obj, 绑定到新分配的栈顶元素上

lua_pushcclosure(L,func, 0) lua根据func创建一个 Closure obj, 绑定到新分配的栈顶元素上

lua_pushnumber(L,5) lua直接修改新分配的栈顶元素, 将5赋值到对应的域

lua_createtable(L,0, 0)lua创建一个Tabke obj, 绑定到新分配的栈顶元素上

总之, 这是一个 c value –> lua value的流向, 不管是想把一个简单的5放入lua的世界, 还是创建一个table, 都会导致

                  1. 栈顶新分配元素    2. 绑定或赋值

                还是为了重复一句话, 一个c value入栈就是进入了lua的世界, lua会生成一个对应的结构并管理起来, 从此就不再依赖这个c value

lua value –> c value时, 是通过 lua_to* 族api实现, 很简单, 取出对应的c中的域的值就行了, 只能转化那些c中有对应值的lua value, 比如table就不能to c value, 所以api中夜没有提供 lua_totable这样的接口.