Lua从虚拟机原理分析到lua代码实现面向对象过程的理解

希望能帮助到那些lua的初学者，更好的理解和使用lua这门语言

 

lua作为一个使用寄存器虚拟机的语言，他需要实现如下几个部分：

 

1.    将源代码编译程虚拟机可识别执行的字节码

2.    为函数准备调用栈

3.    内部维持一个IP（指令指针）来保存下一个将执行的指令地址

4.    模拟一个cpu的运行，循环拿出ip指向的字节码，根据字节码进行解码，然后执行字节码

 

 

虚拟机有两种不同的实现方式，基于栈的虚拟机和基于寄存器的虚拟机，lua是第一个基于寄存器的虚拟机，那么我会讲一下这两种虚拟机的不同，并做一下分析

 

基于栈的虚拟机：

在基于栈的虚拟机中，字节码的操作数在栈顶弹出，在执行完成之后再压入栈顶的，在我们的内存中，栈作为一个独立的内存区域，我们去计算一个数据的时候，基于栈的虚拟机，会首先把需要的数据压入栈顶，在计算完结果后，把之前压入栈顶的数据push掉后，把结果在压入栈顶，这个过程在计算一个类似1+2=3的方法时，实际需要如下四个步骤：

 

1.    Pop 1

2.    Pop 2

3.    ADD 1,2，result

4.    Push result

 

可以看到，执行一条假发需要四条字节码，前面几条指令用来准备数据，将数据压入栈，这就是设计上的缺陷。但优点是，指令中不需要关心操作数的地址，在执行操作数据已经把数据放在栈顶了

 

基于寄存器的虚拟机

与基于栈的虚拟机不同，在基于寄存器的指令中，操作数是放在“cpu寄存器”中，这个并不是物理意义上的寄存器，因此同样操作不再需要push，pop指令，取而代之的是在字节码中带上具体操作数所在的寄存器地址，对比基于栈的虚拟机，由四条指令降低为一条，但缺点是程序需要关注操作数所在的位置

 

之所以讲lua虚拟机一些基础原理，是为了接下来有助于帮助我们在使用lua时候有更深刻的理解

 

我从15年入行，17年才接触lua，从经验来说，只能算个新兵，同时这是我第一篇博客，我希望以一个新兵的视角给大家在学习lua带来帮助

 

 

Lua语法篇：

lua有很多数据结构

Lua 数据类型

Lua是动态类型语言，变量不要类型定义,只需要为变量赋值。值可以存储在变量中，作为参数传递或结果返回。

Lua中有8个基本类型分别为：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread和table。

数据类型	描述
nil	这个最简单，只有值nil属于该类，表示一个无效值（在条件表达式中相当于false）。
boolean	包含两个值：false和true。
number	表示双精度类型的实浮点数
string	字符串由一对双引号或单引号来表示
function	由 C 或 Lua 编写的函数
userdata	表示任意存储在变量中的C数据结构
thread	表示执行的独立线路，用于执行协同程序
table	Lua 中的表（table）其实是一个"关联数组"（associative arrays），数组的索引可以是数字或者是字符串。在 Lua 里，table 的创建是通过"构造表达式"来完成，最简单构造表达式是{}，用来创建一个空表。

 

 

以上是

https://www.runoob.com/lua/lua-data-types.html  摘抄的引用

这里的userdata，你可以理解为一个内存地址，实际上对于lua虚拟机，table实际上也是一块内存地址，那么我谈一谈table这种数据结构吧，table里面的key有两种类型，一种是int类型，一种是其他类型，这篇博客会讲述实现原理：

https://blog.youkuaiyun.com/zr339361504/article/details/52432163

 

 

 

理解完lua table的实现，我们聊一聊我们常见的：和.这两个标识符，我引用网上一篇博客做解释

1.    原文地址https://www.cnblogs.com/xzxdm/p/6980267.html

lua的语法很简单，太简单了，所以lua就复杂了

两个点与一个点有什么区别呢？

一个点用来定义和取得一个变量，这个变量可能是个函数

两个点用来定义和调用一个函数，两个点会自动传入“调用者”这个table自身

先看简单的：

c = {a = 1, b = 2}

function c:foo()

print(self.a,self.b)

end

这里，c这个table定义了一个foo函数，用两个点定义的，在foo函数第一个参数的地方自动传入了c自身，然后调用一下

c:foo()

输出1 2

也可以这样，一个点调用函数，手动传入table：c.foo(c)

输出也是一样的

 

下面看复杂一点的：

两个点会自动传入调用者本身，但是他仅仅只会传入调用者本身，他没有一个点灵活，这个怎么理解？看代码

c = {a = 1, b = 2}

c.foo = function(c) print(c.a,c.b) end

d = {}

d.foo2 = c.foo

d:foo2()

输出为：nil nil

解释下上面的代码：

首先创建一个table，然后定义一个函数foo，这个函数访问了table中的a和b两个变量

然后创建了另一个table，b

在b中定义一个变量foo2，赋值为c这个table中的foo函数

然后调用d这个table中的foo2函数，输出为nil nil

因为d是两个点调用的foo2，那么会自动吧d本身传入函数的第一个参数，那么函数的运行就是这样的：

function (d)

print(d.a,d.b)

end

d<