lua——C/C++lua嵌入式开发

首先介绍一下Lua语言，Lua 是一个小巧的脚本语言，该语言的设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。

一：lua定位——C/C++嵌入式脚本语言

lua本身就是C写的，所以Lua脚本可以很容易的被C/C++代码调用，也可以反过来调用C/C++的函数
lua语法、解释器、执行原理都与python相似
唯一差距就是lua没有强大的类库作为支撑，Lua只是具备了一些比如数学运算和字符串处理等简单的基本功能。
所以lua不适合作为开发独立应用程序的语言。

二：数据类型——table

lua本质上只有一种数据类型，就是table，实际上就是hash表。它用这个来模拟数组，链表等等。 

比如说，lua代码：
data = {} --定义一个table
data.i = 1
data.name = "jason"
data.package = {1,2,2,3,56,7}
data.others = {}
data.others.a = 1
data.others.b = 1.1

等于C的结构体struct

三：协程

Lua所支持的协程全称被称作协同式多线程（collaborative multithreading）。Lua为每个coroutine提供一个独立的运行线路。然而和多线程不同的地方就是，coroutine只有在显式调用yield函数后才被挂起，同一时间内只有一个协程正在运行。他的主要优势就是线程执行序列显示可控。然而归根结底协程还是串行的。

下面重点说一下Lua与C/C++之间的交互

首先，Lua和C程序通过struct lua_State堆栈交换数据，这点和python类似，python是通过python对象进行交互。（*Lua 调用C函数用的堆栈是临时的，调用结束之后就被销毁了。）堆栈索引的方式可是是正数也可以是负数，正数索引1永远表示栈底，负数索引-1永远表示栈顶

【一】基本配置

首先导入相关的头文件及库（安装目录下的include和lib），这个就不多说了。顺便一提，我的lua版本为5.1。

然后就是创建交换数据用的 lua_State 堆栈了，

lua_State *L = lua_open();        //创建lua_State *L堆栈

然后用luaL_openlibs进行初始化

luaL_openlibs(L);                  //初始化

这个命名蛮尴尬的，官方的说明大概的意思就是把所有标准库加载到这个指定的L里把= =

顺带一提，加载某个标准库的话就是luaL_openlib了- -然而这根本就是两个不同的事嘛！

与其相应的 结尾肯定要释放咯~

lua_close(L);                   //释放

以上就是调试前基本的配置了。

【二】进行交互

C++与Lua交互的方式主要为luaL_dostring（通过直接传入字符串（Lua代码）的方式）以及luaL_dofile（加载指定Lua脚本文件）

例如：

const char *buf = "print('hello, lua!')";	//可以用dostring这种方式直接执行lua代码	luaL_dostring(L, buf);	//也可以用dofile这种方式打开lua文件	luaL_dofile(L, "...\Test.Lua);

【三】获取Lua参数

上文中说过，C++与Lua交互主要通过堆栈进行，对于C++这边，传参就是lua_push，获取就是lua_to。后面对应的数据类型

如将int入栈，即lua_pushnumber，如获取string参数，即lua_tostring，他们参数都是两个，堆栈L及一个索引参数，比如说-1为栈顶，-2就是第二个~

例：

Lua代码

--用于测试C++获取lua参数var1=111var2=222var3=333

C++代码

//获取lua参数	lua_pushstring(L, "var1"); //将变量的名字放入栈  lua_gettable(L, LUA_GLOBALSINDEX);//通过栈顶的索引定位到参数值并放至栈顶	lua_pushstring(L, "var2"); //将变量的名字放入栈 	lua_gettable(L, LUA_GLOBALSINDEX);//通过栈顶的索引定位到参数值并放至栈顶	int var1 = lua_tonumber(L, -1);	int var2 = lua_tonumber(L, -2);	cout << "var1:" << var1 << endl << "var2:" << var2 << endl;	lua_getglobal(L, "var3");        //lua定义的宏，直接找var3	int var3 = lua_tonumber(L, -1);	cout << "var3:" << var3 << endl;

输出为：

var1:222
var2:111
var3:333

我们先看上文中提到的数据类型，Lua的数据类型本质是Table，也就是说，我们首先将Key为var1的变量名放入栈顶，再通过gettable来获取对应的Value

再将Value放到栈顶。然后C++通过lua_to函数获取这个参数值。

我们先将var1放入栈顶，又将var2放入栈顶，这样当我们取-1的时候 实际去的是var2，-2是之前的var1，所以我们看到 var1和var2的值进行了互换。

同时，Lua也提供了一个lua_getglobal函数直接取这个变量，也适用于取函数（后文会提到）。

【四】调用lua方法

lua代码

--用于测试lua多返回function f1(a,b,c)local sum=a+breturn sum,cend

C++代码

//调用lua方法	lua_getglobal(L, "f1");    //在Lua中，函数等同于变量，所以你可以这样来取得这个函数	lua_pushnumber(L, 100);    //将参数1压栈	lua_pushnumber(L, 20);     //将参数2压栈	lua_pushstring(L, "function f1");  //将参数3压栈	//LUA_API int   (lua_pcall)(lua_State *L, int nargs, int nresults, int errfunc);	lua_pcall(L, 3, 2, 0); //调用函数，3个参数，2个返回值	string result1 = lua_tostring(L, -1);	int result2    = lua_tonumber(L, -2);	cout << "result1:" << result1 << endl;	cout << "result2:" << result2 << endl;

看，lua_getglobal同时适用于调取某个全局函数，然后通过lua_push来将参数压栈。

lua_pcall执行函数，其参数为堆栈，参数个数，返回值个数，错误处理（一般不需要Lua进行处理，所以是0）

再通过lua_to获取返回值，这里我们看到，Lua代码中返回的是sum(int），c（string）

所以，栈顶是c（string），第二个是sum(int）。

输出为：

result1:function f1
result2:120

【四】lua调用C++函数

lua代码

--用于测试lua调用C++函数function f2(a,b,c)local len=lua_Strlen(c)local sum=a+b+lenreturn sumend

C++代码

调用函数

int lua_Strlen(lua_State *L){	//首先取出脚本执行这个函数时压入栈的参数  	//假设这个函数提供一个参数，有一个返回值  	//get the first parameter  	const char *par = lua_tostring(L, -1);	cout << "at lua_Strlen,the str is :"<<par << endl;	//push the first result  	lua_pushnumber(L, strlen(par));	return 1;}

主函数

//lua调用C++函数	lua_register(L, "lua_Strlen", lua_Strlen); //注册函数	lua_getglobal(L, "f2");	lua_pushnumber(L, 100);	lua_pushstring(L, "20");	lua_pushstring(L, "abc");lua_pcall(L, 3, 1, 0); //调用函数，3个参数，1个返回值  	int result3 = lua_tonumber(L, -1);	cout <<"result3:" << result3 << endl;

我们先看调用函数，一样是通过to获取参数，通过push将函数打入栈中给Lua传递，

调用函数的参数为堆栈L，返回值为返回参数的个数。这里我们做一个简单的strlen函数

再来看主函数这边，首先需要将调用函数strlen进行注册，然后是调用Lua里的f2函数，和上面的类似。

大家看，我的第二个参数传入的是string类型：lua_pushstring(L, "20"); 说明Lua是可以进行隐性强转的。

即我们在C++调用Lua前先将调用函数入栈，之后调用Lua脚本的f2函数，当f2函数执行到local len=lua_Strlen(c)时会在栈中寻找相应的方法

于是调用了C++我们写好的调用函数lua_Strlen，参数之间都是通过栈顶进行交互传递的

输出为：

at lua_Strlen,the str is :abc
result3:123

完整测试代码：

Test.Lua

--用于测试C++获取lua参数var1=111var2=222var3=333--用于测试lua多返回function f1(a,b,c)local sum=a+breturn sum,cend--用于测试lua调用C++函数function f2(a,b,c)local len=lua_Strlen(c)local sum=a+b+lenreturn sumend

Lua_test.cpp

// lua_test.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。//#include "stdafx.h"extern "C"{#include "lua.h"  #include "lauxlib.h"  #include "lualib.h"  }int lua_Strlen(lua_State *L){	//首先取出脚本执行这个函数时压入栈的参数  	//假设这个函数提供一个参数，有一个返回值  	//get the first parameter  	const char *par = lua_tostring(L, -1);	cout << "at lua_Strlen,the str is :"<<par << endl;	//push the first result  	lua_pushnumber(L, strlen(par));	return 1;}int main(){	lua_State *L = lua_open();        //创建lua_State *L堆栈	luaL_openlibs(L);                  //初始化	const char *buf = "print('hello, lua!')";	//可以用dostring这种方式直接执行lua代码	luaL_dostring(L, buf);	//也可以用dofile这种方式打开lua文件	luaL_dofile(L, "..\\Test.txt");	//获取lua参数	lua_pushstring(L, "var1"); //将变量的名字放入栈  lua_gettable(L, LUA_GLOBALSINDEX);//通过栈顶的索引定位到参数值并放至栈顶	lua_pushstring(L, "var2"); //将变量的名字放入栈 	lua_gettable(L, LUA_GLOBALSINDEX);//通过栈顶的索引定位到参数值并放至栈顶	int var1 = lua_tonumber(L, -1);	int var2 = lua_tonumber(L, -2);	cout << "var1:" << var1 << endl << "var2:" << var2 << endl;	lua_getglobal(L, "var3");        //lua定义的宏，直接找var3	int var3 = lua_tonumber(L, -1);	cout << "var3:" << var3 << endl;	//调用lua方法	lua_getglobal(L, "f1");    //在Lua中，函数等同于变量，所以你可以这样来取得这个函数	lua_pushnumber(L, 100);    //将参数1压栈	lua_pushnumber(L, 20);     //将参数2压栈	lua_pushstring(L, "function f1");  //将参数3压栈	//LUA_API int   (lua_pcall)(lua_State *L, int nargs, int nresults, int errfunc);	lua_pcall(L, 3, 2, 0); //调用函数，3个参数，2个返回值	string result1 = lua_tostring(L, -1);	int result2    = lua_tonumber(L, -2);	cout << "result1:" << result1 << endl;	cout << "result2:" << result2 << endl;	//lua调用C++函数	lua_register(L, "lua_Strlen", lua_Strlen); //注册函数	lua_getglobal(L, "f2");	lua_pushnumber(L, 100);	lua_pushstring(L, "20");	lua_pushstring(L, "abc");lua_pcall(L, 3, 1, 0); //调用函数，3个参数，1个返回值  	int result3 = lua_tonumber(L, -1);	cout <<"result3:" << result3 << endl;	lua_close(L);                   //释放	system("pause");	return 0;}

VS运行截图