lua 调用C 函数

lua 调用C 函数

  Lua可以调用C函数的能力将极大的提高Lua的可扩展性和可用性。对于有些和操作系统相关的功能，或者是对效率要求较高的模块，我们完全可以通过C函数来实现，之后再通过Lua调用指定的C函数。对于那些可被Lua调用的C函数而言，其接口必须遵循Lua要求的形式，即typedef int (*lua_CFunction)(lua_State* L)。简单说明一下，该函数类型仅仅包含一个表示Lua环境的指针作为其唯一的参数，实现者可以通过该指针进一步获取Lua代码中实际传入的参数。返回值是整型，表示该C函数将返回给Lua代码的返回值数量，如果没有返回值，则return 0即可。需要说明的是，C函数无法直接将真正的返回值返回给Lua代码，而是通过虚拟栈来传递Lua代码和C函数之间的调用参数和返回值的。这里我们将介绍两种Lua调用C函数的规则。
    1. C函数作为应用程序的一部分。
 #include <stdio.h>

 #include < string.h>
 #include <lua.hpp>
 #include <lauxlib.h>
 #include <lualib.h>
 
  // 待Lua调用的C注册函数。
  static  int add2(lua_State* L)
 {
      // 检查栈中的参数是否合法，1表示Lua调用时的第一个参数(从左到右)，依此类推。
      // 如果Lua代码在调用时传递的参数不为number，该函数将报错并终止程序的执行。
      double op1 = luaL_checknumber(L,1);
      double op2 = luaL_checknumber(L,2);
      // 将函数的结果压入栈中。如果有多个返回值，可以在这里多次压入栈中。
     lua_pushnumber(L,op1 + op2);
      // 返回值用于提示该C函数的返回值数量，即压入栈中的返回值数量。
      return 1;
 }
 
  // 另一个待Lua调用的C注册函数。
  static  int sub2(lua_State* L)
 {
      double op1 = luaL_checknumber(L,1);
      double op2 = luaL_checknumber(L,2);
     lua_pushnumber(L,op1 - op2);
      return 1;
 }
 
  const  char* testfunc = "print(add2(1.0,2.0)) print(sub2(20.1,19))";
 
  int main()
 {
     lua_State* L = luaL_newstate();
     luaL_openlibs(L);
      // 将指定的函数注册为Lua的全局函数变量，其中第一个字符串参数为Lua代码
      // 在调用C函数时使用的全局函数名，第二个参数为实际C函数的指针。
     lua_register(L, "add2", add2);
     lua_register(L, "sub2", sub2);
      // 在注册完所有的C函数之后，即可在Lua的代码块中使用这些已经注册的C函数了。
      if (luaL_dostring(L,testfunc))
         printf("Failed to invoke.\n");
     lua_close(L);
      return 0;
 }

    2. C函数库成为Lua的模块。
    将包含C函数的代码生成库文件，如Linux的so，或Windows的DLL，同时拷贝到Lua代码所在的当前目录，或者是LUA_CPATH环境变量所指向的目录，以便于Lua解析器可以正确定位到他们。在我当前的Windows系统中，我将其copy到"C:\Program Files\Lua\5.1\clibs\"，这里包含了所有Lua可调用的C库。见如下C语言代码和关键性注释：

#include  < stdio.h >

 #include < string.h>
 #include <lua.hpp>
 #include <lauxlib.h>
 #include <lualib.h>
 
  // 待注册的C函数，该函数的声明形式在上面的例子中已经给出。
  // 需要说明的是，该函数必须以C的形式被导出，因此extern "C"是必须的。
  // 函数代码和上例相同，这里不再赘述。
  extern "C"  int add(lua_State* L) 
 {
      double op1 = luaL_checknumber(L,1);
      double op2 = luaL_checknumber(L,2);
     lua_pushnumber(L,op1 + op2);
      return 1;
 }
 
  extern "C"  int sub(lua_State* L)
 {
      double op1 = luaL_checknumber(L,1);
      double op2 = luaL_checknumber(L,2);
     lua_pushnumber(L,op1 - op2);
      return 1;
 }
 
  // luaL_Reg结构体的第一个字段为字符串，在注册时用于通知Lua该函数的名字。
  // 第一个字段为C函数指针。
  // 结构体数组中的最后一个元素的两个字段均为NULL，用于提示Lua注册函数已经到达数组的末尾。
  static luaL_Reg mylibs[] = { 
     {"add", add},
     {"sub", sub},
     {NULL, NULL} 
 }; 
 
  // 该C库的唯一入口函数。其函数签名等同于上面的注册函数。见如下几点说明：
  // 1. 我们可以将该函数简单的理解为模块的工厂函数。
  // 2. 其函数名必须为luaopen_xxx，其中xxx表示library名称。Lua代码require "xxx"需要与之对应。
  // 3. 在luaL_register的调用中，其第一个字符串参数为模块名"xxx"，第二个参数为待注册函数的数组。
  // 4. 需要强调的是，所有需要用到"xxx"的代码，不论C还是Lua，都必须保持一致，这是Lua的约定，
  //    否则将无法调用。
  extern "C" __declspec(dllexport)
  int luaopen_mytestlib(lua_State* L) 
 {
      const  char* libName = "mytestlib";
     luaL_register(L,libName,mylibs);
      return 1;
 }

    见如下Lua代码：

1 require "mytestlib" --指定包名称 2 3 --在调用时，必须是package.function 4 print(mytestlib.add(1.0,2.0))