2000行C++算法翻译成Lua历程与工具介绍

背景：某算法原本放在服务器运行，由玩家每请求一次运算一次，然而该算法性能消耗较大。若被第三方恶意攻击，此算法会急速消耗服务器CPU和内存，是较大的性能隐患，故需要迁移到客户端。

前排提醒，这篇文章是对代码文本的翻译，不是C++库的绑定。生产出来的代码依然需要手动修改部分，只是减少了大部分的工作量。

最开始接到这需求，我是手写翻译的，然而翻了几百行后，各种内存拷贝和指针跳转让我耐力耗尽，有些崩溃，而且手写翻译也不能保证手写代码的准确性。后面
花半天时间，到网上找了一些工具辅助这些代码的翻译。

首先，并没有在市面上找到靠谱C++直接翻译到Lua文本的工具。
最终选择的是一个折中方案，是用两个工具先将C++翻译到Csharp，然后再将Csharp翻译到Lua。
PS:市面上基本上都是Lua对C++的代码绑定，而不是直接的代码翻译。

补充:后续看到网上有同学说这个工具可以直接完成C++到Lua的翻译，感兴趣的可以尝试一下https://github.com/Oberon00/apollo

C++翻译到C#

C++翻译到C#，用的是工具**C++ to C# Converter破解版**，使用起来很简单。双击打开，选择源文件夹和目标文件夹就好了。

需要注意的是，我翻译的是服务器发给我的单个CPP文件，不是完整的C++工程，所以有很多字段引用不全，如果你跟我一样，那么你可能也会遇到以下几个问题。

1. 提示导入某些系统库文件，可以选择“取消”，不会影响工具翻译，生成的代码中会注释掉这几行对系统库的引用。
   
2. 生成的C#的代码会有大量的报错，不过不必担心，这些一般都是引用丢失导致的(比如写在其他.h文件的声明，我们没有这个.h文件)。因为我们要翻译成Lua，一样引用不到这些丢失字段，可以直接注释掉。这些报错一般十分钟内可以搞定。Ps：必须把所有的错误解决掉，才能使用下一个C#转Lua的工具，所有报错都很好解决。
   

以下是我遇到编译错误列举

• 引用丢失错误。这个数量太多没有截图
• 默认数组的方法引用错误。
• 隐式转换错误
  
• 不支持指针赋值语法。
• 不支持内存拷贝方法。
  
• 丢失命名空间和类型转换规则引起的错误
  

C#翻译到Lua

使用的是开源工具**CSharp.lua-1.6**(感谢这位开源大佬，好人平安https://github.com/yanghuan/CSharp.lua)，工具需要donet环境支持。
到微软官网下载最新版即可，安装简单，直接下一步下一步下一步，不赘述。https://dotnet.microsoft.com/download

下载好donet后，在CSharp.lua-1.6的目录下，按shift+右键，选择Powershell。输入如下命令

dotnet CSharp.lua/CSharp.lua.Launcher.dll -s [源文件夹完整地址,如:C:\Users\Administrator\Desktop\CPPTestConvert] -d [目标文件夹完整地址]

编译比较慢，耐心等待几秒钟，如果你的C#文件没有编译报错，将会看到成功提示。

如果你的C#依然有编译错误，将会提示你错误内容，。Ps：必须把所有的错误解决掉，才能C#转Lua的工具，所有报错都很好解决。。

好了，到这里你就得到了，从C++到Lua的翻译代码，类似底下这种。

但是现在远没有结束。因为有些C++和C#的语法，Lua是不支持的，而且我翻译的是C++算法，对翻译过来的代码性能要求较高。
所以我又对代码进行了优化和整理。后面是优化和整理的内容。

• 翻译过来的代码中包含大量的命名空间的使用，因为我的开发环境是Unity+Tolua，不确定能不能生效，我全部删掉了。
  

• 由于C++的数组索引从0开始，Lua是从1开始。调用时若不注意很容易出现异常。这里做了一个数组的中间版本，将传进来的Lua的数组索引改为0，以适配该算法。
  

function GetZeroTagAutoAnalyseResult()
    local tagAutoAnalyseResult = CopyAllStruct(tagAutoAnalyseResult)
    for i = 0, ITEM_COUNT - 1 do
        tagAutoAnalyseResult.arrItem[i] = GetZeroTagCardItem()
    end
    return tagAutoAnalyseResult
end

function CreateNumberArray(tartgetLength)
    local listArray = {}
    for i = 0, tartgetLength - 1 do
        listArray[i] = 0
    end
    return listArray
end
function CreateNumberArrayArray(tartgetLength1, tartgetLength2)
    local listArray = {}
    for i = 0, tartgetLength1 - 1 do
        listArray[i] = CreateNumberArray(tartgetLength2)
    end
    return listArray
end
function CreateAndInitNumberArray(...)
    local param = {...}
    local listArray = {}
    for i = 0, #param - 1 do
        listArray[i] = param[i + 1]
    end
    return listArray
end

function CopyPartlyArray(tartgetArray, resArray, length, offset)
    offset = offset or 0
    for i = 0, length - 1 do
        tartgetArray[i + offset] = resArray[i]
    end
end

function ClearNumberArray(listArray)
    for i, v in ipairs(listArray) do
        listArray[i] = 0
    end
end

• C++算法中常用的内存拷贝操作，Lua是不支持的，做了个Lua版本，可惜效率跟C++的内存操作相比会慢很多。

function CopyAllStruct(resStruct)
    local copy = {}
    for k, v in pairs(resStruct) do
        if type(v) == "table" then
            v = CopyAllStruct(v)
        end
        copy[k] = v
    end
    return copy
end

• 服务器为了提高算法性能，算法中用了很多按位操作，Lua是没有原生支持的，网上的bit库效率十分低，这些逻辑只能删掉重写。这要看具体的业务逻辑了，没办法分享。

• 还有个我犯得严重错误，不熟悉指针的赋值机制，导致直接使用=，代替了指针的赋值。因为我这次翻译的算法代码比较多，这一个小细节，服务器协助我查了一上午才找到原因。
  -- AnalyseResult = pResult --AnalyseResult = *pResult; AnalyseResult = CopyAllStruct(pResult)

总结

到这里，所有的翻译就完成了，虽然还是有不少的代码要修改，但是总体来说减少了大量的开发时间，特别是后期因手写造成的错误的调试和测试时间。

不过除非像我这种特殊需求，尽量还是不要将C++翻译到Lua吧，实际翻译之后该算法相比在服务器，运行效率降低了一百倍左右。