[LUA学习笔记02]在C中通过LUA API访问LUA脚本变量

最新推荐文章于 2024-08-29 22:02:08 发布

mrtechno

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文章标签： lua 脚本 api c 虚拟机 c++

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/mrtechno/article/details/1498551

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1.简介

这一节介绍一些关于栈操作、数据类型判断的LUA API，可以使用这些函数获得脚本中的变量值。

2.步骤

编写 test01.lua 脚本
在VS2003中创建控制台C++程序并正确配置
执行查看结果，修改test02.lua脚本后查看执行结果

3.测试脚本

以下是用来测试的lua脚本

  
  
   
   
    
    
    
    function
    
     plustwo(x)
    
    
    local
    
     a;
    a 
    
    =
    
     
    
    2
    
    ;
    return x
    
    +
    
    a;

    
    end
    
    ;

rows 
    
    =
    
     
    
    6
    
    ;
cols 
    
    =
    
     plustwo(rows);

上面的脚本定义了一个函数、两个全局变量（LUA脚本变量默认是全局的）。
之后的C++程序中，我们将通过栈操作获得这两个变量 rows, cols

4.控制台程序

#include < iostream >

extern " C "

{

#include "lua.h"

#include "lauxlib.h"

#include "lualib.h"

}

using namespace std;

int main( int argc, char * argv[])

{

cout << "01_Read_Stack" << endl;

/* Create a LUA VMachine */

lua_State *L;

L = lua_open();

/* Load Libraries */

luaopen_base(L);

luaopen_table(L);

luaL_openlibs(L);

luaopen_string(L);

luaopen_math(L);

int iError;

/* Load Script */

iError = luaL_loadfile(L, "../test01.lua");

if (iError)

{

cout << "Load script FAILED!"

<< lua_tostring(L, -1)

<< endl;

lua_close(L);

return 1;

}

/* Run Script */

iError = lua_pcall(L, 0, 0, 0);

if (iError)

{

cout << "pcall FAILED"

<< lua_tostring(L, -1)

<< iError

<< endl;

lua_close(L);

return 1;

}

/* Push a GLOBAL_VAR to STACK */

lua_getglobal(L, "rows");

lua_getglobal(L, "cols");

/* Check Data Type */

if (!lua_isnumber(L, -2))

{

cout << "[rows] is not a number" << endl;

lua_close(L);

return 1;

}

if (!lua_isnumber(L, -1))

{

cout << "[cols] is not a number" << endl;

lua_close(L);

return 1;

}

/* Load data from STACK */

cout << "[rows]"

<< static_cast<int> (lua_tonumber(L, -2))

<< "[cols]"

<< static_cast<int> (lua_tonumber(L, -1))

<< endl;

/* POP STACK */

lua_pop(L,2);

/* Finalize */

lua_close(L);

return 0;

}

5.程序解释

5.1 申请一个LUA虚拟机

LUA脚本的编译执行是相互独立的，在不同的线程上执行。通过lua_open()函数可以申请一个虚拟机，返回指针类型 lua_State。今后其他所有LUA Api函数的调用都需要此指针作为第一参数，用来指定某个虚拟机。

5.2 异常信息

程序中的iError变量获取每个LUA API的执行结果，如果结果非零则说明出现异常，因此可以看到示例代码中，每次调用一个API函数都会对结果进行判断，如果发现异常则输出提示、关闭虚拟机、结束程序。

5.3 程序过程

luaL_loadfile() 动态载入一段脚本文件
lua_pcall() 执行脚本
lua_getglobal(STATE "VAR") 将LUA脚本中名字为VAR的全局变量压入堆栈
lua_isnumber() 数据类型判断
lua_tonumber() 返回栈中的某个值
lua_pop() 出栈请求
lua_close() 关闭lua虚拟机

6. LUA和C++的沟通桥梁——栈

程序中反复使用到的栈是LUA和C++程序的数据中转站。LUA API对栈进行了一些定义：

6.1 传统栈操作被支持

对栈的数据的出入操作和传统的栈相同，使用POP/PUSH。
例如示例程序中的

lua_pop(L,2)请求L虚拟机出栈两个成员。
lua_getglobal()将指定的变量压栈。

6.2 栈成员访问支持索引

为了方便起见，大多数查询操作的API不需要遵守FILO。他们可以使用索引（index）引用任何栈中元素：一个正数索引代表了栈中的绝对位置（从1开始）；一个负数索引代表了从栈顶的偏移量。更特别的是，如果栈有 n 个元素，那么索引 1 代表第一个元素（这就是说，这个元素首先入栈）并且索引 n 代表了最后一个元素；索引 -1 也代表了最后一个元素（也就是栈顶）并且索引 -n 代表了第一个元素。我们说一个索引存在于 1 和栈顶之间是有效的，换句话说，如果 1 <= abs(index) <= top。
以下是LUA API提供的栈操作函数：

  
  
   
   
    
    
    
           
    
    void
    
     lua_settop    (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    void
    
     lua_pushvalue (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    void
    
     lua_remove    (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    void
    
     lua_insert    (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    void
    
     lua_replace   (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);

下面几个例子可以说明他们的用途：

如果栈开始于 10 20 30 40 50*（自底向上；`*´ 标记了栈顶），那么：

       lua_pushvalue(L, 3)    --> 10 20 30 40 50 30*
       lua_pushvalue(L, -1)   --> 10 20 30 40 50 30 30*
       lua_remove(L, -3)      --> 10 20 30 40 30 30*
       lua_remove(L,  6)      --> 10 20 30 40 30*
       lua_insert(L,  1)      --> 30 10 20 30 40*
       lua_insert(L, -1)      --> 30 10 20 30 40*  (no effect)
       lua_replace(L, 2)      --> 30 40 20 30*
       lua_settop(L, -3)      --> 30 40*
       lua_settop(L,  6)      --> 30 40 nil nil nil nil*

6.3 栈查询

在取值之前可能需要对成员类型进行验证，下面的函数可以用来检测栈内元素的类型：

  
  
   
   
    
    
    
           
    
    int
    
     lua_type            (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    int
    
     lua_isnil           (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    int
    
     lua_isboolean       (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    int
    
     lua_isnumber        (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    int
    
     lua_isstring        (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    int
    
     lua_istable         (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    int
    
     lua_isfunction      (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    int
    
     lua_iscfunction     (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    int
    
     lua_isuserdata      (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);
       
    
    int
    
     lua_islightuserdata (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     index);

这些函数只能使用可接受的索引。

lua_type 返回栈中元素值的类型，如果所有索引无效则返回 LUA_TNONE（就是说如果栈为空）。这些lua_type 代表的返回值作为常量定义在 lua.h 中：LUA_TNIL, LUA_TNUMBER, LUA_TBOOLEAN, LUA_TSTRING, LUA_TTABLE, LUA_TFUNCTION, LUA_TUSERDATA, LUA_TTHREAD, LUA_TLIGHTUSERDATA。下面的函数将这些常量转换成字符串：

  
  
   
   
    
    
    
    const
    
     
    
    char
    
     
    
    *
    
    lua_typename  (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     type);

lua_is* 函数返回 1 当对象与所给类型兼容的时候，其他情况返回 0。 lua_isboolean 是一个例外：它只针对布尔值时才会成功（否则将是无用的，因为任何值都是一个布尔值）。这些函数对于无效引用返回 0。 lua_isnumber 接受数字和用数字表示的字符串；lua_isstring 接受字符串和数字（见 2.2.1）；lua_isfunction 接受Lua函数和C函数； lua_isuserdata 接受完整的和轻量的用户数据。要区分C 函数和Lua 函数，你可以使用 lua_iscfunction。要区分用户数据，你可以使用 lua_islightuserdata。要区分数字还是用数字表示的字符串，你可以使用 lua_type。

6.4 从栈中取值

为了将一个栈中的值转变为指定的C语言类型，你需要使用以下的转换函数：

int lua_toboolean (lua_State * L, int index);

lua_Number lua_tonumber (lua_State * L, int index);

const char * lua_tostring (lua_State * L, int index);

size_t lua_strlen (lua_State * L, int index);

lua_CFunction lua_tocfunction (lua_State * L, int index);

void * lua_touserdata (lua_State * L, int index);

lua_State * lua_tothread (lua_State * L, int index);

void * lua_topointer (lua_State * L, int index);

6.5 向栈压值

我们可以从栈中获取来自LUA脚本的变量值，同样可以可以将C++程序中的数据放入栈中。

  
  
   
   
    
    
    
           
    
    void
    
     lua_pushboolean       (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    int
    
     b);
       
    
    void
    
     lua_pushnumber        (lua_State 
    
    *
    
    L, lua_Number n);
       
    
    void
    
     lua_pushlstring       (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    const
    
     
    
    char
    
     
    
    *
    
    s, size_t len);
       
    
    void
    
     lua_pushstring        (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    const
    
     
    
    char
    
     
    
    *
    
    s);
       
    
    void
    
     lua_pushnil           (lua_State 
    
    *
    
    L);
       
    
    void
    
     lua_pushcfunction     (lua_State 
    
    *
    
    L, lua_CFunction f);
       
    
    void
    
     lua_pushlightuserdata (lua_State 
    
    *
    
    L, 
    
    void
    
     
    
    *
    
    p);