lua和c的交互

原文地址：http://blog.csdn.net/zhangjingyangguang/article/details/5221691

可參考的文章：http://www.jellythink.com/archives/554

extern "C" {
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
}

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    //Lua示例代碼
    char *szLua_code =
        "r = string.gsub(c_Str, c_Mode, c_Tag) --宿主給的變量
"
        "u = string.upper(r)";
    //Lua的字符串模式
    char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
    //要處理的字符串
    char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
    //目標字符串模式
    char *szTag = "<%1>%2</%1>";

    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);

    //把一個數據送給Lua
    lua_pushstring(L, szMode);
    lua_setglobal(L, "c_Mode");
    lua_pushstring(L, szTag);
    lua_setglobal(L, "c_Tag");
    lua_pushstring(L, szStr);
    lua_setglobal(L, "c_Str");

    //執行
    bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
                "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        //如果錯誤，顯示
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        //彈出棧頂的這個錯誤信息
        lua_pop(L, 1);
    }
    else
    {
        //Lua執行後取得全局變量的值
        lua_getglobal(L, "r");
        cout << "r = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
        lua_pop(L, 1);

        lua_getglobal(L, "u");
        cout << "u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
        lua_pop(L, 1);
    }
    lua_close(L);
    return 0;
}

    這段代碼把字符串中的key=value字符串全部轉換成XML格式<key>value</key>
    在這個例子中，C++程序通過調用lua_pushstring把C字符串壓入棧頂，lua_setglobal的作用是把棧頂的數據傳到Lua環境中作爲全局變量。
    執行代碼完成後，使用lua_getglobal從Lua環境中取得全局變量壓入棧頂，然後使用lua_tostring把棧頂的數據轉成字符串。由於lua_tostring本身沒有出棧功能，所以爲了平衡（即調用前與調用後棧裏的數據量不變），使用lua_pop彈出由lua_setglobal壓入的數據。
    從上面的例子可以看出，C++和Lua之間一直圍繞着棧在轉，可見棧是極爲重要的。有必要列出一些Lua C API中的主要棧操作先，它們的作用直接可以從函數名中看出。
壓入元素到棧裏

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);

查詢棧裏的元素

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);

 

轉換棧裏的元素

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棧的維護

int  lua_gettop (lua_State *L);
    取得棧頂元素的索引，即棧中元素的個數
void lua_settop (lua_State *L, int index);
    設置棧頂索引，即設置棧中元素的個數，如果index<0，則從棧頂往下數，下同
void lua_pushvalue (lua_State *L, int index);
    把棧中指定索引的元素複製一份到棧頂
void lua_remove (lua_State *L, int index);
    刪除指定索引的元素
void lua_insert (lua_State *L, int index);
    移動棧頂元素到指定索引的位置，棧中數目沒有改變
void lua_replace (lua_State *L, int index);
    從棧頂彈出元素值並將其設置到指定索引位置，棧中的數目減一
int  lua_checkstack (lua_State *L, int extra);
    確保堆棧上至少有 extra 個空位。如果不能把堆棧擴展到相應的尺寸，函數返回 false 。這個函數永遠不會縮小堆棧。
int  lua_pop(L,n)
    從棧頂彈出n個元素，它是一個lua_settop的包裝：#define lua_pop(L,n)  lua_settop(L, -(n)-1)

 

表的操作
上面的列表中並沒有lua_pushtable和lua_totable，那麼怎樣取得或設置Lua中的table數據呢？
在Lua中，table是一個很重要的數據類型，在table中不僅可以象C中的數據一樣放一組數據，還可以象map一樣以key=value的方式存放數據，如Lua代碼中的:

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

    前三個數據可以用tb[1]~tb[3]取得
    而後三個數據通過tb.x, tb.y, tb.z取得
儘管看起來很牛叉，不過剝開神奇的外衣，實際上Lua的table中，所有的數據都是以key=value的形式存放的，這句Lua代碼也可以寫成：

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

    它的形式就是[key]=value，所謂的tb.x只是tb["x"]的語法糖而已，如果願意，也可以用tb["x"]取得這個數據10。
我們把上面的例子改成使用表的

...
int main()
{
    //Lua示例代碼，使用table
    char *szLua_code =
        "x = {} --用於存放結果的table "
        "x[1],x[2] = string.gsub(c.Str, c.Mode, c.Tag) --x[1]裏是結果，x[2]裏是替換次數 "
        "x.u = string.upper(x[1])";
    //Lua的字符串模式
    char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
    //要處理的字符串
    char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
    //目標字符串模式
    char *szTag = "<%1>%2</%1>";

    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);

    //把一個tabele送給Lua
    lua_newtable(L);    //新建一個table並壓入棧頂
    lua_pushstring(L, "Mode");// key
    lua_pushstring(L, szMode);// value
    //設置newtable[Mode]=szMode
    //由於上面兩次壓棧，現在table元素排在棧頂往下數第三的位置
    lua_settable(L, -3);
    //lua_settable會自己彈出上面壓入的key和value

    lua_pushstring(L, "Tag");// key
    lua_pushstring(L, szTag);// value
    lua_settable(L, -3);    //設置newtable[Tag]=szTag

    lua_pushstring(L, "Str");// key
    lua_pushstring(L, szStr);// value
    lua_settable(L, -3);    //設置newtable[Str]=szStr

    lua_setglobal(L,"c"); //將棧頂元素（newtable）置爲Lua中的全局變量c

    //執行
    bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
                "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        //如果錯誤，顯示
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        //彈出棧頂的這個錯誤信息
        lua_pop(L, 1);
    }
    else
    {
        //Lua執行後取得全局變量的值
        lua_getglobal(L, "x");

        //這個x應該是個table
        if(lua_istable(L,-1))
        {
            //取得x.u,即x["u"]
            lua_pushstring(L,"u");    //key
            //由於這次壓棧，x處於棧頂第二位置
            lua_gettable(L,-2);
            //lua_gettable會彈出上面壓入的key，然後把對應的value壓入
            //取得數據，然後從棧中彈出這個value
            cout << "x.u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
            lua_pop(L, 1);

            //取得x[1]和x[2]
            for(int i=1; i<=2; i++)
            {
                //除了key是數字外，與上面的沒什麼區別
                lua_pushnumber(L,i);
                lua_gettable(L,-2);
                cout << "x[" << i <<"] = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
                lua_pop(L, 1);
            }
        }

        //彈出棧頂的x
        lua_pop(L, 1);
    }
    lua_close(L);
    return 0;
}

本例中用到的新Lua C API是：

void lua_newtable (lua_State *L);
    新建一個空的table並壓入棧頂。
void lua_settable (lua_State *L, int idx);
    lua_settable以table在棧中的索引作爲參數，並將棧頂的key和value出棧，用這兩個值修改table。
void lua_gettable (lua_State *L, int idx);
    lua_gettable以table在棧中的索引作爲參數，彈出棧頂的元素作爲key，返回與key對應的value並壓入棧頂。
最後，Lua告別針對table提供了存取函數
void lua_rawgeti (lua_State *L, int idx, int n)
    取得table[n]並放到棧頂，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並放到棧頂，上例中57-59行的lua_pushstring(L,"u");lua_gettable(L,-2);可以替換成lua_getfield(L,-1,"u")。
void lua_setfield (lua_State *L, int idx, const char *k)
    把棧頂的數據作爲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)
    把棧頂的數據作爲value放入table[n]中