Lua与C交互之基础操作(1)

@(语言)

Lua是一个嵌入式的语言，可以Lua可以作为程序库用来扩展应用的功能，也可以注册有其他语言实现的函数，这些函数可能由C语言(或其他语言)实现，可以增加一些不容易由Lua实现的功能。这就是Lua这几年在收集游戏开发领域飞速的发展使用的原因，便于热更新，尤其使在IOS平台上。这篇文章主要是自己在学习过程中的一些记录，主要参考<Lua程序设计>一书第二版。

1. 交互栈

在使用过程中，虽然在游戏中我们把lua作为脚本来用，这几年手机游戏其实大量的逻辑都在lua上进行，包括战斗逻辑。尽管如此，使用过程中都会涉及到Lua和其他语言之间的互相调用。在C和Lua之间通信关键内容在于一个虚拟的栈。

栈是一个严格FIFO规则，每条记录可以是任何类型。而几乎所有的API调用都是对栈上的值进行操作，所有C与Lua之间的数据交换也都通过这个栈来完成，也可以使用栈来保存临时变量。栈的使用解决了C和Lua之间两个不协调的问题：第一，Lua会自动进行垃圾收集，而C要求显示的分配存储单元，两者引起的矛盾。第二，Lua中的动态类型和C中的静态类型不一致引起的混乱。

栈中的每一条记录都可以保存任何 Lua 值。当你想要从 Lua 请求一个值时，Lua会将请求的值将会被压入栈。当你想要传递一个值给 Lua，首先将这个值压入栈，然后调用 Lua（这个值将被弹出）。

# 数据类型

可以参考Lua数据类型实现源码解析 一文， Lua包含值类型boolean、number、string、userdata、function、thread和table。实际在底层实现中可以根据下图理解。

索引

操作过程中基本都是对站定就行操作，栈的索引可以使用正索引或者负索引，即在不知道栈大小的情况下，正数索引1永远表示栈底，负数索引-1永远表示栈顶。

栈大小

luaconfig中是可以配置的（似乎）。默认是20，一般在函数操作过程中，需要维护栈的大小不会无限扩展下去，比如在函数调用后及时的清理。

2. 基本操作

压入栈

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_pushcclosure(lua_State *L, lua_CFunction fn, int n);

查询元素

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);
size_t lua_strlen (lua_State *L, int index);
void *lua_touserdata(lua_State*L,intindex)

维护栈

//返回堆栈中的元素个数
int lua_gettop (lua_State *L);
//设置栈顶为一个指定的值,如果开始的栈顶高于新的栈顶，顶部的值被丢弃
void lua_settop (lua_State *L, int index);
//压入指定索引的一个抟贝到栈顶
void lua_pushvalue (lua_State *L, int index);
//移除指定索引位置的元素，上面的元素下移
void lua_remove (lua_State *L, int index);
//移动栈顶元素到指定索引的位置，其他元素上移
void lua_insert (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，没有任何移动
void lua_replace (lua_State *L, int index);

表操作

lua_getfield/lua_setfield

void  lua_getfield (lua_State *L, int index , const char *k);

Pushes onto the stack the value t[k], where t is the value at the given valid index index 。

index 是table变量在栈中的索引值，k是table的键值，执行成功后将字段值压入栈中。

void lua_setfield (lua_State *L, int index, const char *k);

Does the equivalent to t[k] = v, where t is the value at the given valid index index and v is the value at the top of the stack，This function pops the value from the stack。

index 是table变量在栈中的索引值，k是table的键值，v为栈顶元素，执行成功后将栈顶元素弹出。

lua_getglobal /lua_setglobal

// #define lua_getglobal(L,s)  lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, s)
void lua_getglobal (lua_State *L, const char *name);

将全局表中s索引对应的元素压入栈

//  #define lua_setglobal(L,s)   lua_setfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, s)
void lua_setglobal (lua_State *L, const char *name);

将栈顶赋值给全局中s索引对应的元素，并弹出栈顶

lua_gettable/lua_settable

void lua_gettable (lua_State *L, int index);

Pushes onto the stack the value t[k], where t is the value at the given valid index index and k is the value at the top of the stack. This function pops the key from the stack (putting the resulting value in its place).

把t[k] 值压入堆栈，这里的 t 是指有效索引 index 指向的值，而 k 则是栈顶放的值。这个函数会弹出堆栈上的 key，把结果放在栈上相同位置。

void lua_settable (lua_State *L, int index);

Does the equivalent to t[k] = v, where t is the value at the given valid index index, v is the value at the top of the stack, and k is the value just below the top.This function pops both the key and the value from the stack.ue from the stack.

作一个等价于 t[k] = v 的操作，index 是table变量在栈中的索引值，v 为栈顶的值， k 是栈顶之下的元素。执行成功后把键和值都从堆栈中弹出。

lua_rawset / lua_rawget

void lua_rawget (lua_State *L, int index);
void lua_rawset (lua_State *L, int index);

与 lua_gettable/lua_settable类似，不过不会操作metamethods, 操作的Key/Value都在栈顶，栈顶是Value，第二个是Key'

lua_rawgeti /lua_rawseti

void lua_rawgeti (lua_State *L, int index, int n);
void lua_rawseti (lua_State *L, int index, int n);

与lua_getfield/lua_setfield类似，不过不会操作metamethods

lua_rawgeti 相当于：

lua_pushnumber(L, key); lua_rawget(L, t);

lua_rawseti 相当于：lua_pushnumber(L, key); lua_insert(L, -2); lua_rawset(L, t);

int luaL_getmetafield (lua_State *L, int obj, const char *e);

Pushes onto the stack the field e from the metatable of the object at index obj. If the object does not have a metatable, or if the metatable does not have this field, returns 0 and pushes nothing.

结束

表操作其实有很多可以介绍，尤其是涉及到metatable这块，后续补充。