Lua和其他宿主語(yǔ)言交互原理剖析

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題外話：今天周六，剛好有時(shí)間就把我這次項(xiàng)目組內(nèi)部分享的文章貼出來(lái)，分享給大家，同時(shí)也方便以后自己翻閱添坊。

一、Lua簡(jiǎn)介

? ??????目標(biāo)：Lua語(yǔ)言本身是用C語(yǔ)言來(lái)編寫開發(fā)的箫锤。當(dāng)初設(shè)計(jì)Lua的目標(biāo)就是想讓Lua成為一個(gè)很容易嵌入其它語(yǔ)言中使用的語(yǔ)言”嵬埽現(xiàn)有很多應(yīng)用程序使用Lua作為自己的嵌入式腳本語(yǔ)言，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)可配置性谚攒、可擴(kuò)展性阳准。

? ??????特性：Lua是一種輕量語(yǔ)言，它的官方版本只包括一個(gè)精簡(jiǎn)的核心和最基本的庫(kù)馏臭。源碼是開源的野蝇，把源碼編譯之后僅僅一百多K，可以很方便的嵌入別的程序里括儒。Lua同時(shí)也易于擴(kuò)展绕沈，由宿主語(yǔ)言(通常是C或C++)開發(fā)和提供一些功能，Lua可以很容易的使用它們帮寻。

二乍狐、lua和其他宿主語(yǔ)言交互的橋梁-棧

? ??????1、Lua與其他宿主語(yǔ)言的交互固逗，其實(shí)是通過(guò)C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的虛擬機(jī)棧來(lái)實(shí)現(xiàn)的交互的浅蚪。Lua在C函數(shù)和腳本函數(shù)之間創(chuàng)建了一種虛擬棧的結(jié)構(gòu)，棧的元素代表一個(gè)Lua的值(table, string, nil等等8種基本類型)抒蚜。Lua提供了一系列C API用于操作棧掘鄙，比如將元素入棧，出棧嗡髓，刪除等等。在調(diào)用這些API之前收津，通常都需要將必須的值壓入棧饿这，在API調(diào)用結(jié)束后浊伙，再把結(jié)果從棧中取出。

??? ????2长捧、接下來(lái)我們看一下Lua的虛擬機(jī)棧大概是個(gè)什么樣子的嚣鄙。下面是我用mspaint手繪的一張圖：

從這張圖中我們可以看出：

1、棧的特性串结，先進(jìn)后出哑子。

2、棧中的每個(gè)元素可以為任意的lua的8個(gè)基本數(shù)據(jù)類型中的一種肌割。

3卧蜓、假如lua虛擬機(jī)棧中有l(wèi)ua的8個(gè)基本數(shù)據(jù)類型。那么從棧頂?shù)綉?zhàn)底用正數(shù)索引表示就是8到1把敞，棧頂是8弥奸，棧底是1。用負(fù)數(shù)索引表示就是-1到-8奋早，棧頂是-1盛霎，棧底是-8。

4耽装、正數(shù)索引的好處就是愤炸，棧底永遠(yuǎn)是1。

5掉奄、 負(fù)數(shù)索引的好處就是规个，棧頂永遠(yuǎn)是-1。

三挥萌、常用接口函數(shù)講解

下面一張是宿主程序和Lua虛擬機(jī)交互圖绰姻，這張圖大致演示了，宿主語(yǔ)言怎么和Lua語(yǔ)言進(jìn)行交互的引瀑。

1狂芋、luaL_dofile(L, fn)

??? luaL_dofile函數(shù)實(shí)際上是執(zhí)行了lua_load函數(shù)來(lái)加載lua文件，加載成功之后會(huì)編譯一個(gè)代碼塊作為一個(gè)匿名函數(shù)放置在棧頂憨栽。

??? 然后調(diào)用lua_pcall執(zhí)行匿名代碼塊帜矾，最終C代碼才能調(diào)用lua中的函數(shù)和變量等等。

2屑柔、lua_call(lua_State

*L, int nargs, int nresults) 和lua_pcall(lua_State *L,int nargs, int nresults, int errfunc)

??? lua_call在無(wú)保護(hù)模式下面運(yùn)行的屡萤，出錯(cuò)直接拋出異常。而lua_pcall在保護(hù)模式模型下運(yùn)行的掸宛，出錯(cuò)獲捕獲異常信息死陆。這兩個(gè)函數(shù)調(diào)用之后都會(huì)把棧頂?shù)臄?shù)據(jù)彈出棧。

3、lua_getfield(lua_State*L, int idx, const char *k)

??? lua_getfield是用來(lái)取出lua中的一個(gè)值措译，一般都是先找到table所在的位置索引index别凤，然后傳入key，取出值领虹。???

??? 1规哪、lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, key)

??? 等價(jià)于lua_getglobal(L,key)

??? 含義：從全局表中取出key字段的值

?? 2、lua_getfield(L, index, key)

??? 等價(jià)于：lua_pushstring(L,key)??? lua_gettable(L,index)

??? 含義：從棧中找到table所在的位置索引index塌衰，然后取出key字段的值诉稍，并把值壓入棧中。

4最疆、lua_setfield(lua_State*L, int idx, const char *k)

??? lua_setfield用來(lái)改變lua中的一個(gè)值杯巨，一般都要先把改變的vlaue通過(guò)Push壓入棧等（lua_pushstring、lua_pushnumber等）肚菠，然后在調(diào)用lua_setfield來(lái)進(jìn)行取值賦值操作

??? 1舔箭、lua_setfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, key)

??? 等價(jià)于：lua_setglobal(L,key)???

??? 含義：從全局表中找到key，然后用棧頂?shù)闹祐alue蚊逢，覆蓋掉key原來(lái)的值层扶。最后把棧頂?shù)闹祻棾鰲！?/p>

?? 2烙荷、lua_setfield(L, index, key)

??? 等價(jià)于：

??? lua_pushstring(L,key);

??? lua_pushnumber(L,value);

??? lua_settable(L,index);

??? 含義：從棧中找到key镜会，然后取出他在table中的位置索引index的值，用棧頂?shù)闹蹈采w掉key原來(lái)的值终抽。最后把棧頂?shù)闹祻棾鰲?/p>

四戳表、示例

這次演示采用的宿主語(yǔ)言是C++。

我們看一下第一個(gè)例子：C++如何調(diào)用Lua的函數(shù)昼伴。

Lua碼如下：

C++代碼如下

運(yùn)行結(jié)果：

帶棧信息的運(yùn)行結(jié)果：

第二個(gè)例子：Lua如何調(diào)用C++中的函數(shù)

Lua代碼如下：

C++代碼如下：

運(yùn)行結(jié)果：

帶棧信息的運(yùn)行結(jié)果：

第三個(gè)例子：C++如何獲得Lua中的變量和Table的值匾旭，同時(shí)修改他們。

Lua代碼如下：

C++代碼如下：

運(yùn)行結(jié)果：

? ??????從這三個(gè)例子里面我們可以看出圃郊，lua和宿主語(yǔ)言的交互主要是通過(guò)棧來(lái)完成的价涝。時(shí)刻要留言棧內(nèi)哪些元素進(jìn)棧了，那些元素出棧了持舆，棧內(nèi)還有哪些元素色瘩。

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