lua语言的功能就不用过多的描述，详细的可以去找相关的lua书籍去看看！这里主要说的是c++和lua相互调用的情况
1.调用原理
其实c或c++和lua的交互，是通过一个虚拟栈进行的。在lua中，lua堆栈就是一个struct，堆栈的索引可以是正数，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。
如图所示
lua的栈类似于以下的定义, 它是在创建lua_State的时候创建的:
TValue stack[max_stack_len] // 欲知内情可以查 lstate.c 的stack_init函数
存入栈的数据类型包括数值, 字符串, 指针, talbe, 闭包等.
下面是一个栈的例子:
执行下面的代码就可以让你的lua栈上呈现图中的情况
lua_pushcclosure(L, func, 0) // 创建并压入一个闭包
lua_createtable(L, 0, 0)// 新建并压入一个表
lua_pushnumber(L, 123) // 压入一个数字
lua_pushstring(L, “str”) // 压入一个字符串
这里要说明的是, 你压入的类型有数值, 字符串, 表和闭包[在c中看来是不同类型的值], 但是最后都是统一用TValue这种数据结构来保存的:), 下面用图简单的说明一下这种数据结构:
TValue结构对应于lua中的所有数据类型, 是一个{值, 类型} 结构, 这就lua中动态类型的实现, 它把值和类型绑在一起, 用tt记录value的类型, value是一个联合结构, 由Value定义, 可以看到这个联合有四个域, 先说明简单下
p -- 可以存一个指针, 实际上是lua中的light userdata结构
n -- 所有的数值存在这里, 不过是int , 还是float
b -- Boolean值存在这里, 注意, lua_pushinteger不是存在这里, 而是存在n中, b只存布尔
gc -- 其他诸如table, thread, closure, string需要内存管理垃圾回收的类型都存在这里
gc是一个指针, 它可以指向的类型由联合体GCObject定义, 从图中可以看出, 有string, userdata, closure, table, proto, upvalue, thread
从下面的图可以的得出如下结论:
lua中, number, boolean, nil, light userdata四种类型的值是直接存在栈上元素里的, 和垃圾回收无关.
lua中, string, table, closure, userdata, thread存在栈上元素里的只是指针, 他们都会在生命周期结束后被垃圾回收.
二、堆栈的操作
因为Lua与C/C++是通过栈来通信，Lua提供了C API对栈进行操作。
我们先来看一个最简单的例子：
#include
#include
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< 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。
其他一些栈操作：
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
ua_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。所以可以用lua_settop(0)来清空栈。
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
#include
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"< 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");
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, "我是一个大帅锅～"); //
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：
| c | lua | |
|---|---|---|
| nil | 无 | {value=0, tt = t_nil} |
| boolean | int 非0, 0 | {value=非0/0， tt = t_boolean} |
| number | int/float等 1.5 | {value=1.5, tt = t_number} |
| lightuserdata | void, int, 各种* point | {value=point, tt = t_lightuserdata} |
| string | char str[] | {value=gco, tt = t_string} gco=TString obj |
| table | 无 | {value=gco, tt = t_table} gco=Table obj |
| userdata | 无 | {value=gco, tt = t_udata} gco=Udata obj |
| closure | 无 | {value=gco, tt = t_function} gco=Closure obj |
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. 其中有一些要特别的说明一下:
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
- 栈顶新分配元素
- 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.
四、Lua调用C++
lua调用c或c++在项目中很少用得着！所以这里就不用再讲了！
总结
c或c++调用的lua是项目中经常用到的，特别是在游戏方面，做热更新。其他项目中有一大部分是用再读取配置配置文件，替代常用的配置文件类型(ini，conf，xml等)，用lua做配置的优点有以下几个：
- lua做配置文件必须遵循lua语法
- 调用lua的API能处理lua中的错误语法
- 调用lua的API能跳过lua中的注释
- 调用API相对简单