lua 的值類型

lua 的值類型

lua 是動態(tài)類型的語言踪宠,即是說類型附著于值而不是變量。在 lua 腳本里驹碍,變量是沒有類型的,只有值才具有類型柏蘑。這跟 C\C++ 相比不太一樣幸冻, C\C++ 里的類型是附著于變量的。

lua 里有八種類型: boolean, number, string, table, userdata, function, thread, nil

思考一下:lua 腳本里的值在解釋器里是怎樣表示的咳焚?如何做到類型附著于值洽损?

1. 從 lua_pushnumber, lua_pushstring 入手

C\C++ 通過 lua_pushnumber 等函數(shù)將 int, char* 等類型的值壓入 lua 棧,從而傳遞給 lua革半。我們就從這兒來入手碑定,看看 int, char* 等 C\C++ 的值是如何在 lua 棧里表示的。

從 lua_pushnumber 的定義代碼里可以看到又官,它從 lua_State 里取出 top延刘,并把 bool 值傳給了一個宏 setbvalue(obj, x)
而在 setbvalue 里,obj 被轉(zhuǎn)換成了 TValue 類型六敬,接著又調(diào)用了兩個宏 val_(), settt_() 來設(shè)置 TValue 類型的兩個成員碘赖。

再看看別的 lua_push 函數(shù)及 setvalue 宏,也都是從 lua_State 里取出 top外构,并將其轉(zhuǎn)換為 TValue 類型:

由此可見普泡,lua 棧中所有類型的值都是用 TValue 結(jié)構(gòu)體來表示的。

2. 查看 TValue 結(jié)構(gòu)體

先看注釋审编,TValue 是 Tagged Values 的縮寫撼班。正如探索的結(jié)論,TValue 是 lua 值的基本表示垒酬。它由一個實際的 value 和一個值類型的 tag 組成砰嘁。

TValue 結(jié)構(gòu)體有兩個成員 value_, tt_。

tt_ 成員的類型可以從 LUA_TNUMINT 等定義處找到:

value_ 是一個 union 類型 Value勘究。所以它可以存儲多種類型的值矮湘。

typedef union Value {
  GCObject *gc;    /* 可以被垃圾回收的對象, */
  void *p;         /* light userdata */
  int b;           /* 布爾值 */
  lua_CFunction f; /* light C functions */
  lua_Integer i;   /* 整形值 */
  lua_Number n;    /* 浮點數(shù)值 */
} Value;

lua_Number 是在以下兩個文件里定義出來的乱顾,可以看到它實際上是個 double 類型板祝。在需要時,可以方便地修改 lua_Number 的類型:

3. 查看 GCObject 結(jié)構(gòu)體

Value 聯(lián)合體中有一個 GCObject 成員走净,這個結(jié)構(gòu)體用于表示可以被垃圾回收的對象券时,像是 string, table 這些」吕铮現(xiàn)在來看看 GCObject 結(jié)構(gòu)體張啥樣:

很奇怪,它的成員只有用宏 CommonHeader 定義的 GCObject *next; lu_byte tt; lu_byte marked 這幾個橘洞。這幾個成員顯然表示不了 string,table 這些類型捌袜。
看注釋可以知道,CommonHeader 是給所有可回收對象用的炸枣,可以被包含在其它對象中虏等。所以我們就搜索一下有哪些對象包含了這個 CommonHeader:

可以看到,可以被垃圾回收的對象(string, userdata, function, thread, table) 的結(jié)構(gòu)體聲明里适肠,第一行都是 CommonHeader霍衫。

先不討論各個類型的結(jié)構(gòu)體意義,在 CommonHeader 宏里侯养,next 字段說明可回收對象是可以放到鏈表里的敦跌,而 marked 字段是 GC 用來進(jìn)行標(biāo)記的。這些內(nèi)容以后再探討逛揩,值得注意的是表示類型的 tt 字段柠傍。TValue 里不是已經(jīng)有一個 tt_ 字段用于表示類型了嗎?為什么在 GCObject 里還需要這個字段呢辩稽?

這個問題可以這樣想:

  1. 要從 GCObject 反向得到 TValue 是不行的惧笛,假如 GCObject 沒有 tt 字段,單單持有 GCObject 的時候逞泄,沒法判斷這個 GCObject 的類型是什么患整。
  2. GC 在回收對象的時候需要根據(jù)類型來釋放資源∨缰冢基于第一點并级,必須在 GCObject 里加一個表示類型的字段 tt。

最后附上一張 lua 值內(nèi)存表示的圖:
x


總結(jié)

  1. lua 中的值在 C 中都用 TValue 結(jié)構(gòu)體來表示侮腹;TValue 有兩個成員 Value value_; int tt_ Value 是一個聯(lián)合體,可以存儲所有類型的值稻励。訪問 TValue 的時候父阻,先通過 tt_ 獲取 TValue 的類型,然后將 Value 轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的類型進(jìn)行訪問望抽。比如:
TValue value = xxx;
if(value.tt_ == LUA_TBOOLEAN)
{
  int bFlag = value.value_.b;
}
  1. 對于可垃圾回收的對象加矛,也可以用同樣的方式來轉(zhuǎn)換的到原對象。因為所有的可垃圾回收對象的開頭都是 CommonHeader

引用

The Inplementation of Lua5.0
Lua源碼分析(2) -- 對象表示

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