Lua和C++交互总结(很详细)
一不小心又标题党了?不好意思哈~ 翻看了以前的博客,发下废话太多了自己都看不下去啊,恩,以后尽量写得简洁一些。 本文不涉及lua语法学习,如果有需要,请移步:http://book.luaer.cn/ 一.lua堆栈要理解lua和c++交互,首先要理解lua堆栈。 简单来说,Lua和C/c++语言通信的主要方法是一个无处不在的虚拟栈。栈的特点是先进后出。 在lua中,lua堆栈就是一个struct,堆栈索引的方式可是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: 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 <iostream> #include <string.h> 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<<lua_tostring(L,1)<<endl; //转为string并返回 } if( lua_isnumber(L,2)){ cout<<lua_tonumber(L,2)<<endl; } //4.关闭state lua_close(L); return ; } 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。 如果对extern "C"不熟悉的可以点击这里:http://www.voidcn.com/article/p-ryespimv-rq.html。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 lua_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
str = "I am so cool" tbl = {name = "shun",id = 20114442} function add(a,b) return a + b end #include <iostream> #include <string.h> 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"<<endl; return ; } //3.运行lua文件 bRet = lua_pcall(L,0); if(bRet) { cout<<"pcall error"<<endl; return ; } //4.读取变量 lua_getglobal(L,"str"); string str = lua_tostring(L,-1); cout<<"str = "<<str.c_str()<<endl; //str = I am so cool~ //5.读取table lua_getglobal(L,"tbl"); lua_getfield(L,-1,"name"); str = lua_tostring(L,-1); cout<<"tbl:name = "<<str.c_str()<<endl; //tbl:name = shun //6.读取函数 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);// 调用函数,调用完成以后,会将返回值压入栈中,2表示参数个数,1表示返回结果个数。 if (iRet) // 调用出错 { const char *pErrorMsg = lua_tostring(L,-1); cout << pErrorMsg << endl; lua_close(L); return ; } if (lua_isnumber(L,-1)) //取值输出 { double fValue = lua_tonumber(L,-1); cout << "Result is " << fValue << endl; } //至此,栈中的情况是: //=================== 栈顶 =================== // 索引 类型 值 // 4 int: 30 // 3 string: shun // 2 table: tbl // 1 string: I am so cool~ //=================== 栈底 =================== //7.关闭state lua_close(L); return ; } // 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,"name"); // 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
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。
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,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,"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)。 四.lua调用c++我们分三个方法实现它。 方法一:直接将模块写入lua源码中
然后我们可以在lua.c中加入我们自己的函数。函数要遵循规范(可在lua.h中查看)如下: typedef int (*lua_CFunction) (lua_State *L); 然后我们在lua.c中加入如下函数: // This is my function static int getTwoVar(lua_State *L) { // 向函数栈中压入2个值 lua_pushnumber(L,10); lua_pushstring(L,"hello"); return 2; } //注册函数 lua_pushcfunction(L,getTwoVar); //将函数放入栈中 lua_setglobal(L,"getTwoVar"); //设置lua全局变量getTwoVar 通过查找lua.h /#define lua_register(L,n,f) (lua_pushcfunction(L,(f)),lua_setglobal(L,(n))) 我们发现之前的注册函数可以这样子写: lua_register(L,"getTwoVar",getTwoVar); 当然,一般我们不建议去修改别人的代码,更倾向于自己编写独立的c/c++模块,供lua调用,下面来讲讲如何实现。 方法二:使用静态依赖的方式
avg,sum = average(10,20,30,40,50) print("The average is ",avg) print("The sum is ",sum) #include <stdio.h> extern "C" { #include "lua.h" #include "lualib.h" #include "lauxlib.h" } /* 指向Lua解释器的指针 */ lua_State* L; static int average(lua_State *L) { /* 得到参数个数 */ int n = lua_gettop(L); double sum = 0; int i; /* 循环求参数之和 */ for (i = 1; i <= n; i++) { /* 求和 */ sum += lua_tonumber(L,i); } /* 压入平均值 */ lua_pushnumber(L,sum / n); /* 压入和 */ lua_pushnumber(L,sum); /* 返回返回值的个数 */ return 2; } int main ( int argc,char *argv[] ) { /* 初始化Lua */ L = lua_open(); /* 载入Lua基本库 */ luaL_openlibs(L); /* 注册函数 */ lua_register(L,"average",average); /* 运行脚本 */ luaL_dofile(L,"avg.lua"); /* 清除Lua */ lua_close(L); /* 暂停 */ printf( "Press enter to exit…" ); getchar(); return 0; }
方法三:使用dll动态链接的方式
h文件如下:(如果你不是很能明白头文件的内容,点击这里:http://www.voidcn.com/article/p-ryespimv-rq.html。) #pragma once extern "C" { #include "lua.h" #include "lualib.h" #include "lauxlib.h" } #ifdef LUA_EXPORTS #define LUA_API __declspec(dllexport) #else #define LUA_API __declspec(dllimport) #endif extern "C" LUA_API int luaopen_mLualib(lua_State *L);//定义导出函数 .cpp文件如下: #include <stdio.h> #include "mLualib.h" static int averageFunc(lua_State *L) { int n = lua_gettop(L); double sum = 0; int i; /* 循环求参数之和 */ for (i = 1; i <= n; i++) sum += lua_tonumber(L,i); lua_pushnumber(L,sum / n); //压入平均值 lua_pushnumber(L,sum); //压入和 return 2; //返回两个结果 } static int sayHelloFunc(lua_State* L) { printf("hello world!"); return 0; } static const struct luaL_Reg myLib[] = { {"average",averageFunc},{"sayHello",sayHelloFunc},{NULL,NULL} //数组中最后一对必须是{NULL,NULL},用来表示结束 }; int luaopen_mLualib(lua_State *L) { luaL_register(L,"ss",myLib); return 1; // 把myLib表压入了栈中,所以就需要返回1 } 不理解没关系,我们先编译它,然后新建一个lua文件,在lua中我们这样子来调用:(调用之前记得把dll文件复制到lua文件目录下) require "mLualib" local ave,sum = ss.average(1,3,4,5)//参数对应堆栈中的数据 print(ave,sum) -- 3 15 ss.sayHello() -- hello world! 成功调用了有木有?我们看到了输出信息。(木有成功你留言,我教你!) 至此都发生了什么呢?梳理一下: 1.我们编写了averageFunc求平均值和sayHelloFunc函数, 2.然后把函数封装myLib数组里面,类型必须是luaL_Reg 3.由luaopen_mLualib函数导出并在lua中注册这两个函数。 那么为什么要这样子写呢?实际上当我们在lua中: require "mLualib" local path = "mLualib.dll" local f = package.loadlib(path,"luaopen_mLualib") -- 返回luaopen_mLualib函数 f() -- 执行 所以当我们在编写一个这样的模块的时候,编写luaopen_xxx导出函数的时候,xxx最好是和项目名一样(因为项目名和dll一样)。 需要注意的是:函数参数里的lua_State是私有的,每一个函数都有自己的栈。当一个c/c++函数把返回值压入Lua栈以后,该栈会自动被清空。 五.总结?
c++调用lua实际上是:由c++先把数据放入栈中,由lua去栈中取数据,然后返回数据对应的值到栈顶,再由栈顶返回c++。 lua调c++也一样:先编写自己的c模块,然后注册函数到lua解释器中,然后由lua去调用这个模块的函数。
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