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lua和c的交互

2017年11月26日 ⁄ 综合 ⁄ 共 6380字 ⁄ 字号 评论关闭
  1. extern "C" {
  2. #include "lua.h"
  3. #include "lualib.h"
  4. #include "lauxlib.h"
  5. }
  6.  
  7. #include <iostream>
  8. #include <string>
  9. using namespace std;
  10.     
  11. int main()
  12. {
  13.     //Lua示例代码
  14.     char *szLua_code =
  15.         "r = string.gsub(c_Str, c_Mode, c_Tag) --宿主给的变量
    "
  16.         "u = string.upper(r)";
  17.     //Lua的字符串模式
  18.     char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
  19.     //要处理的字符串
  20.     char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
  21.     //目标字符串模式
  22.     char *szTag = "<%1>%2</%1>";
  23.  
  24.     lua_State *L = luaL_newstate();
  25.     luaL_openlibs(L);
  26.  
  27.     //把一个数据送给Lua
  28.     lua_pushstring(L, szMode);
  29.     lua_setglobal(L, "c_Mode");
  30.     lua_pushstring(L, szTag);
  31.     lua_setglobal(L, "c_Tag");
  32.     lua_pushstring(L, szStr);
  33.     lua_setglobal(L, "c_Str");
  34.  
  35.     //执行
  36.     bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
  37.                 "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
  38.     if(err)
  39.     {
  40.         //如果错误,显示
  41.         cerr << lua_tostring(L, -1);
  42.         //弹出栈顶的这个错误信息
  43.         lua_pop(L, 1);
  44.     }
  45.     else
  46.     {
  47.         //Lua执行后取得全局变量的值
  48.         lua_getglobal(L, "r");
  49.         cout << "r = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
  50.         lua_pop(L, 1);
  51.         
  52.         lua_getglobal(L, "u");
  53.         cout << "u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;    
  54.         lua_pop(L, 1);
  55.     }
  56.     lua_close(L);
  57.     return 0;
  58. }


    这段代码把字符串中的key=value字符串全部转换成XML格式<key>value</key>
    在这个例子中,C++程序通过调用lua_pushstring把C字符串压入栈顶,lua_setglobal的作用是把栈顶的数据传到Lua环境中作为全局变量。
    执行代码完成后,使用lua_getglobal从Lua环境中取得全局变量压入栈顶,然后使用lua_tostring把栈顶的数据转成字符串。由于lua_tostring本身没有出栈功能,所以为了平衡(即调用前与调用后栈里的数据量不变),使用lua_pop弹出由lua_setglobal压入的数据。
    从上面的例子可以看出,C++和Lua之间一直围绕着栈在转,可见栈是极为重要的。有必要列出一些Lua C API中的主要栈操作先,它们的作用直接可以从函数名中看出。
压入元素到栈里

void lua_pushnil (lua_State *L);    
void lua_pushboolean (lua_State *L, int bool);
void lua_pushnumber (lua_State *L, double n);
void lua_pushlstring (lua_State *L, const char *s, size_t length);
void lua_pushstring (lua_State *L, const char *s);
void lua_pushcfunction (lua_State *L, lua_CFunction fn);


查询栈里的元素

lua_isnil (lua_State *L, int index);
lua_isboolean (lua_State *L, int index);
int lua_isnumber (lua_State *L, int index);
int lua_isstring (lua_State *L, int index);
int lua_isfunction (lua_State *L, int index);
int lua_istable (lua_State *L, int index);
int lua_isuserdata (lua_State *L, int index);
lua_islightuserdata (lua_State *L, int index);
lua_isthread (lua_State *L, int index);

 

转换栈里的元素

int                lua_toboolean (lua_State *L, int index);
double            lua_tonumber (lua_State *L, int index);
const char *    lua_tostring (lua_State *L, int index);
const char *    lua_tolstring (lua_State *L, int idx, size_t *len);
size_t            lua_strlen (lua_State *L, int index);
lua_CFunction   lua_tocfunction (lua_State *L, int idx);
void *          lua_touserdata (lua_State *L, int idx);
lua_State *     lua_tothread (lua_State *L, int idx);

 

Lua栈的维护

int  lua_gettop (lua_State *L);
    取得栈顶元素的索引,即栈中元素的个数
void lua_settop (lua_State *L, int index);
    设置栈顶索引,即设置栈中元素的个数,如果index<0,则从栈顶往下数,下同
void lua_pushvalue (lua_State *L, int index);
    把栈中指定索引的元素复制一份到栈顶
void lua_remove (lua_State *L, int index);
    删除指定索引的元素
void lua_insert (lua_State *L, int index);
    移动栈顶元素到指定索引的位置,栈中数目没有改变
void lua_replace (lua_State *L, int index);
    从栈顶弹出元素值并将其设置到指定索引位置,栈中的数目减一
int  lua_checkstack (lua_State *L, int extra);
    确保堆栈上至少有 extra 个空位。如果不能把堆栈扩展到相应的尺寸,函数返回 false 。这个函数永远不会缩小堆栈。
int  lua_pop(L,n)
    从栈顶弹出n个元素,它是一个lua_settop的包装:#define lua_pop(L,n)  lua_settop(L, -(n)-1)

 

表的操作
上面的列表中并没有lua_pushtable和lua_totable,那么怎样取得或设置Lua中的table数据呢?
在Lua中,table是一个很重要的数据类型,在table中不仅可以象C中的数据一样放一组数据,还可以象map一样以key=value的方式存放数据,如Lua代码中的:

tb = {"abc",12,true,x=10,y=20,z=30}

    前三个数据可以用tb[1]~tb[3]取得
    而后三个数据通过tb.x, tb.y, tb.z取得
尽管看起来很牛叉,不过剥开神奇的外衣,实际上Lua的table中,所有的数据都是以key=value的形式存放的,这句Lua代码也可以写成:

tb = {[1]="abc", [2]=12, [3] = true, ["x"]=10, ["y"]=20, ["z"]=30}

    它的形式就是[key]=value,所谓的tb.x只是tb["x"]的语法糖而已,如果愿意,也可以用tb["x"]取得这个数据10。
我们把上面的例子改成使用表的

  1. ...
  2. int main()
  3. {
  4.     //Lua示例代码,使用table
  5.     char *szLua_code =
  6.         "x = {} --用于存放结果的table "
  7.         "x[1],x[2] = string.gsub(c.Str, c.Mode, c.Tag) --x[1]里是结果,x[2]里是替换次数 "
  8.         "x.u = string.upper(x[1])";
  9.     //Lua的字符串模式
  10.     char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
  11.     //要处理的字符串
  12.     char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
  13.     //目标字符串模式
  14.     char *szTag = "<%1>%2</%1>";
  15.  
  16.     lua_State *L = luaL_newstate();
  17.     luaL_openlibs(L);
  18.  
  19.     //把一个tabele送给Lua
  20.     lua_newtable(L);    //新建一个table并压入栈顶
  21.     lua_pushstring(L, "Mode");// key
  22.     lua_pushstring(L, szMode);// value
  23.     //设置newtable[Mode]=szMode
  24.     //由于上面两次压栈,现在table元素排在栈顶往下数第三的位置
  25.     lua_settable(L, -3);
  26.     //lua_settable会自己弹出上面压入的key和value
  27.  
  28.     lua_pushstring(L, "Tag");// key
  29.     lua_pushstring(L, szTag);// value
  30.     lua_settable(L, -3);    //设置newtable[Tag]=szTag
  31.  
  32.     lua_pushstring(L, "Str");// key
  33.     lua_pushstring(L, szStr);// value
  34.     lua_settable(L, -3);    //设置newtable[Str]=szStr
  35.  
  36.     lua_setglobal(L,"c"); //将栈顶元素(newtable)置为Lua中的全局变量c
  37.  
  38.     //执行
  39.     bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
  40.                 "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
  41.     if(err)
  42.     {
  43.         //如果错误,显示
  44.         cerr << lua_tostring(L, -1);
  45.         //弹出栈顶的这个错误信息
  46.         lua_pop(L, 1);
  47.     }
  48.     else
  49.     {
  50.         //Lua执行后取得全局变量的值
  51.         lua_getglobal(L, "x");
  52.  
  53.         //这个x应该是个table
  54.         if(lua_istable(L,-1))
  55.         {
  56.             //取得x.u,即x["u"]
  57.             lua_pushstring(L,"u");    //key
  58.             //由于这次压栈,x处于栈顶第二位置
  59.             lua_gettable(L,-2);
  60.             //lua_gettable会弹出上面压入的key,然后把对应的value压入
  61.             //取得数据,然后从栈中弹出这个value
  62.             cout << "x.u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
  63.             lua_pop(L, 1);
  64.             
  65.             //取得x[1]和x[2]
  66.             for(int i=1; i<=2; i++)
  67.             {
  68.                 //除了key是数字外,与上面的没什么区别
  69.                 lua_pushnumber(L,i);
  70.                 lua_gettable(L,-2);
  71.                 cout << "x[" << i <<"] = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
  72.                 lua_pop(L, 1);
  73.             }
  74.         }
  75.  
  76.         //弹出栈顶的x
  77.         lua_pop(L, 1);
  78.     }
  79.     lua_close(L);
  80.     return 0;
  81. }

本例中用到的新Lua C API是:

void lua_newtable (lua_State *L);
    新建一个空的table并压入栈顶。
void lua_settable (lua_State *L, int idx);
    lua_settable以table在栈中的索引作为参数,并将栈顶的key和value出栈,用这两个值修改table。
void lua_gettable (lua_State *L, int idx);
    lua_gettable以table在栈中的索引作为参数,弹出栈顶的元素作为key,返回与key对应的value并压入栈顶。
最后,Lua告别针对table提供了存取函数
void lua_rawgeti (lua_State *L, int idx, int n)
    取得table[n]并放到栈顶,上例中69-70行的lua_pushnumber(L,i);lua_gettable(L,-2);可以用lua_rawgeti(L,-1)代替。
lua_getfield (lua_State *L, int idx, const char *k)
    取得table.k并放到栈顶,上例中57-59行的lua_pushstring(L,"u");lua_gettable(L,-2);可以替换成lua_getfield(L,-1,"u")。
void lua_setfield (lua_State *L, int idx, const char *k)
    把栈顶的数据作为value放入table.k中,上例中的形如lua_pushstring(L, "key");lua_pushstring(L, value);lua_settable(L, -3);可以改成lua_pushstring(L, value);lua_setfield(L,-2,"key");的形式。
void lua_rawseti (lua_State *L, int idx, int n)
    把栈顶的数据作为value放入table[n]中

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