本文深入探讨Lua与C++的交互机制，包括Lua堆栈原理、C++调用Lua的方法及Lua调用C++的不同方式。通过实例演示了如何在C++中读取Lua变量、table和函数，以及如何在Lua中注册并调用C++函数。
一不小心又标题党了？不好意思哈～
翻看了以前的博客，发下废话太多了自己都看不下去啊，恩，以后尽量写得简洁一些。
本文不涉及lua语法学习，如果有需要，请移步：http://book.luaer.cn/
一.lua堆栈
要理解lua和c++交互，首先要理解lua堆栈。
简单来说，Lua和C/c++语言通信的主要方法是一个无处不在的虚拟栈。栈的特点是先进后出。
在lua中，lua堆栈就是一个struct，堆栈索引的方式可是是正数也可以是负数，区别是：正数索引1永远表示栈底，负数索引-1永远表示栈顶。如图：
#include
<iostream>#include
<string.h>using
namespace std;extern
C{ #include
lua.h #include
lauxlib.h #include
lualib.h}void
main(){ //1.创建一个state lua_State
*L = luaL_newstate(); //2.入栈操作 lua_pushstring(L,
I am so cool~); lua_pushnumber(L,20); //3.取值操作 if(
lua_isstring(L,1)){
//判断是否可以转为string cout<<lua_tostring(l,1)<<endl;
pre=""
return=""
state=""><p> </p><p> </p><p>可以简单理解为luaL_newstate返回一个指向堆栈的指针，其它看注释应该能懂了吧。</p>如果对extern
C不熟悉的可以点击这里：http://blog.youkuaiyun.com/shun_fzll/article/details/39078971。<p> </p><p>其他一些栈操作：</p><p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">int lua_gettop (lua_State *L); //返回栈顶索引（即栈长度）void
lua_settop (lua_State *L, int
idx); //
void
lua_pushvalue (lua_State *L, int
idx);//将idx索引上的值的副本压入栈顶void
lua_remove (lua_State *L, int
idx); //移除idx索引上的值void
lua_insert (lua_State *L, int
idx); //弹出栈顶元素，并插入索引idx位置void
lua_replace (lua_State *L, int
idx); //弹出栈顶元素，并替换索引idx位置的值</pre><p> </p><p> </p><p>lua_settop将栈顶设置为一个指定的位置，即修改栈中元素的数量。如果值比原栈顶高，则高的部分nil补足，如果值比原栈低，则原栈高出的部分舍弃。</p><strong>所以可以用lua_settop(0)来清空栈。</strong><p> </p><h1>三.c++调用lua</h1><p><br>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。<br>现在我们来使用c++来读取lua文件中的变量，table，函数。</p><p><br>现在有这样一个hello.lua
文件：</p><p> </p><pre
class="brush:java;">str
= I am so cooltbl
= {name = shun, id = 20114442}function
add(a,b) return
a + bend</pre><p> </p><p> </p>我们写一个test.cpp来读取它：<p> </p><pre
class="brush:java;">#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
1=""
2=""
3=""
30=""
4=""
am=""
bret="lua_pcall(L,0,0,0);"
char=""
const=""
cout=""
double=""
file=""
fvalue="lua_tonumber(L,"
i=""
if=""
int=""
iret="lua_pcall(L,"
is=""
pcall=""
perrormsg=""
pre=""
result=""
return=""
shun=""
so=""
state=""
str="<<str.c_str()<<endl;"
string=""
string:=""
table=""
table:=""
tbl=""
tbl:name="shun"><p> </p><p> </p>知道怎么读取后，我们来看下如何修改上面代码中table的值：<p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">//
将需要设置的值设置到栈中lua_pushstring(L,
我是一个大帅锅～);//
将这个值设置到table中（此时tbl在栈的位置为2）lua_setfield(L,
2,
name);</pre><p> </p><p> </p>我们还可以新建一个table：<p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">//
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</pre><p> </p><p> </p><strong>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。</strong><p><br>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。</p><p>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。</p><p><br>再不理解可看如下例子：<br> </p><pre
class="brush:java;">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,
我是一个大帅锅～); //
lua_setfield(L,
2,
name); //
会将我是一个大帅锅～出栈</pre><br>另外补充一下：<p> </p><p>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）。<br>lua_getfield(L,-1,name)
的作用等价于 lua_pushstring(L,name) + lua_gettable(L,-2)</p><p> </p><h1>四.lua调用c++</h1><p> </p><p>我们分三个方法实现它。</p><p> </p><h2>方法一：直接将模块写入lua源码中</h2><p><br>在lua中调用c/c++，我们可以将函数写lua.c中，然后重新编译lua文件。<br>也许你用的是lua
for
windows集成环境，没关系，不会编译lua可以参考这篇：http://blog.youkuaiyun.com/snlscript/article/details/15533373</p><p><br>编译好后是这样子的：（如图）</p><p> </p><p><img
alt="\"
src=""
style="display:
none;"><img
alt="加载中..."
title="图片加载中..."
src="http://www.2cto.com/statics/images/s_nopic.gif"></p><p> </p><p>然后我们可以在lua.c中加入我们自己的函数。函数要遵循规范（可在lua.h中查看）如下：</p><p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">typedef
int
(*lua_CFunction) (lua_State *L);</pre><p> </p><p> </p>换句话说，所有的函数必须接收一个lua_State作为参数，同时返回一个整数值。因为这个函数使用Lua栈作为参数，所以它可以从栈里面读取任意数量和任意类型的参数。而这个函数的返回值则表示函数返回时有多少返回值被压入Lua栈。（因为Lua的函数是可以返回多个值的）<br><br><br>然后我们在lua.c中加入如下函数：<p> </p><pre
class="brush:java;">//
This is my functionstatic
int
getTwoVar(lua_State *L){ //
向函数栈中压入2个值 lua_pushnumber(L,
10); lua_pushstring(L,hello); return
2;}</pre><p> </p><p> </p>在pmain函数中，luaL_openlibs函数后加入以下代码：<p> </p><pre
class="brush:java;">//注册函数lua_pushcfunction(L,
getTwoVar); //将函数放入栈中lua_setglobal(L,
getTwoVar); //设置lua全局变量getTwoVar</pre><br>通过查找lua.h<p> </p><p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">/#define
lua_register(L,n,f) (lua_pushcfunction(L, (f)), lua_setglobal(L, (n)))</pre><p> </p><p> </p><p>我们发现之前的注册函数可以这样子写：</p><p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">lua_register(L,getTwoVar,getTwoVar);</pre><p> </p><p> </p>运行，结果如图：<p> </p><p><img
alt="\"
src=""
style="display:
none;"><img
alt="加载中..."
title="图片加载中..."
src="http://www.2cto.com/statics/images/s_nopic.gif"></p><p> </p><p>当然，一般我们不建议去修改别人的代码，更倾向于自己编写独立的c/c++模块，供lua调用，下面来讲讲如何实现。</p><p> </p><h2>方法二：使用静态依赖的方式</h2><p> </p><p><br>1.新建一个空的win32控制台工程，记得在vc++目录中，把lua中的头文件和lib文件的目录包含进来，然后->链接器->附加依赖项->将lua51.lib和lua5.1.lib也包含进来。</p><p><br>2.在目录下新建一个avg.lua如下：</p><p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">avg,
sum = average(10,
20,
30,
40,
50)print(The
average is , avg)print(The
sum is , sum)</pre><p> </p><p> </p>3.新建test.cpp如下：<p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">#include
<stdio.h>extern
C {#include
lua.h#include
lualib.h#include
lauxlib.h}/*
指向Lua解释器的指针 */lua_State*
L;static
int
average(lua_State *L){ /*
得到参数个数 */ int
n = lua_gettop(L); double
sum = 0; int
i; /*
循环求参数之和 */ for
(i = 1;
i <= n; i++) { /*
求和 */ sum
+= lua_tonumber(L, i); } /*
压入平均值 */ lua_pushnumber(L,
sum / n); /*
压入和 */ lua_pushnumber(L,
sum); /*
返回返回值的个数 */ return
2;}int
main ( int
argc, char
*argv[] ){ /*
初始化Lua */ L
= lua_open(); /*
载入Lua基本库 */ luaL_openlibs(L); /*
注册函数 */ lua_register(L,
average, average); /*
运行脚本 */ luaL_dofile(L,
avg.lua); /*
清除Lua */ lua_close(L); /*
暂停 */ printf(
Press enter to exit… ); getchar(); return
0;}</stdio.h></pre><p> </p><p> </p>执行一下，我们可以得到结果：<p> </p><p><img
alt="\"
src=""
style="display:
none;"><img
alt="加载中..."
title="图片加载中..."
src="http://www.2cto.com/statics/images/s_nopic.gif"></p><p><br>大概顺序就是：我们在c++中写一个模块函数，将函数注册到lua解释器中，然后由c++去执行我们的lua文件，然后在lua中调用刚刚注册的函数。</p><p><br>看上去很别扭啊有木有。。。接下来介绍一下dll调用方式。</p><p> </p><h2>方法三：使用dll动态链接的方式</h2><p> </p><p><br>我们先新建一个dll工程，工程名为mLualib。（因此最后导出的dll也为mLualib.dll）</p><p><br>然后编写我们的c++模块，以函数为例，我们先新建一个.h文件和.cpp文件。</p><p> </p><p>h文件如下：（如果你不是很能明白头文件的内容，点击这里：http://blog.youkuaiyun.com/shun_fzll/article/details/39078971。）</p><p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">#pragma
onceextern
C {#include
lua.h#include
lualib.h#include
lauxlib.h}#ifdef
LUA_EXPORTS#define
LUA_API __declspec(dllexport)#else#define
LUA_API __declspec(dllimport)#endifextern
C LUA_API int
luaopen_mLualib(lua_State *L);//定义导出函数</pre><br>.cpp文件如下：<p> </p><p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">#include
<stdio.h>#include
mLualib.hstatic
int
averageFunc(lua_State *L){ int
n = lua_gettop(L); double
sum = 0; int
i; /*
循环求参数之和 */ for
(i = 1;
i <= n; i++) sum
+= lua_tonumber(L, i); lua_pushnumber(L,
sum / n); //压入平均值 lua_pushnumber(L,
sum); //压入和 return
2;
//返回两个结果}static
int
sayHelloFunc(lua_State* L){ printf(hello
world!); return
0;}static
const
struct luaL_Reg myLib[] = { {average,
averageFunc}, {sayHello,
sayHelloFunc}, {NULL,
NULL} //数组中最后一对必须是{NULL,
NULL}，用来表示结束 };int
luaopen_mLualib(lua_State *L){ luaL_register(L,
ss, myLib); return
1;
//
把myLib表压入了栈中，所以就需要返回1}</stdio.h></pre><br>不理解没关系，我们先编译它，然后新建一个lua文件，在lua中我们这样子来调用：<strong>（调用之前记得把dll文件复制到lua文件目录下）</strong><p> </p><p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">require
mLualiblocal
ave,sum = ss.average(1,2,3,4,5)//参数对应堆栈中的数据print(ave,sum)
-- 3
15ss.sayHello()
-- hello world!</pre><br>成功调用了有木有？我们看到了输出信息。<strong>（木有成功你留言，我教你！）</strong><br><br>至此都发生了什么呢？梳理一下：<br><br>1.我们编写了averageFunc求平均值和sayHelloFunc函数，<br>2.然后把函数封装myLib数组里面，类型必须是luaL_Reg<br>3.由luaopen_mLualib函数导出并在lua中注册这两个函数。<br><br>那么为什么要这样子写呢？实际上当我们在lua中：<br><br><pre
class="brush:java;">require
mLualib</pre><p> </p><p> </p>这样子写的时候，lua会这么干：<p> </p><p> </p><pre
class="brush:java;">local
path = mLualib.dll local
f = package.loadlib(path,luaopen_mLualib)
-- 返回luaopen_mLualib函数f()
-- 执行</pre><br><strong>所以当我们在编写一个这样的模块的时候，</strong><strong>编写luaopen_xxx导出函数的时候，xxx最好是和项目名一样（因为项目名和dll一样）</strong>。<br><br>需要注意的是：函数参数里的lua_State是私有的，每一个函数都有自己的栈。当一个c/c++函数把返回值压入Lua栈以后，该栈会自动被清空。<p> </p><p> </p><h1>五.总结</h1><p><br>这篇文章花了好几天才整理的，最后总结一下就是：<br><br>lua和c++是通过一个虚拟栈来交互的。</p><p>c++调用lua实际上是：由c++先把数据放入栈中，由lua去栈中取数据，然后返回数据对应的值到栈顶，再由栈顶返回c++。</p><p>lua调c++也一样：先编写自己的c模块，然后注册函数到lua解释器中，然后由lua去调用这个模块的函数。</p><p><br> </p></load></string.h></iostream></pre></lua_tostring(l,1)<<endl;></string.h></iostream>
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