lua5.3调用C/C++

马上面临毕业设计，打算做点跟网游有关的，先从做周边工具开始，目前正在做一个协议序列化和反序列化的东西，广告一波先: https://github.com/Anti-Magic/rproto

目前非常简陋，功能还没做完，不要当真。。

因为目标是绑定到lua，作为一个独立的库，不想对项目有依赖，这样的好处是客户端和服务端都可以方便的拿来用，所以打算手动绑定。

我夜观天象发现，到目前为止网上找不到针对lua5.3的这么简明扼要且完整的示例，转载注明出处：http://www.cnblogs.com/wolfred7464/p/5147675.html

由于lua提供的require函数可以引入C语言的动态链接库，对于使用者来说，不需配置，只要调用require就可以，肯定是最简单的方法。（其实iOS不能这样做的，唉，习惯就好）

首先读者需要对lua提供的操作虚拟栈的函数比较熟悉，不熟悉的先翻手册吧：http://cloudwu.github.io/lua53doc/manual.html

先上一段简单的示例，功能是使用C语言编写一个计算2个浮点数之和的add函数，绑定到lua由lua调用：

 #include "lua.h"
 #include "lualib.h"
 #include "lauxlib.h"
 #include "luaconf.h"

 double add(double x, double y) {
     return x+y;
 }

 static int ladd(lua_State* L) {
     double x = luaL_checknumber(L, );
     double y = luaL_checknumber(L, );
     lua_pushnumber(L, add(x+y));
     return ;
 }

 int luaopen_xxx(lua_State* L) {
     luaL_checkversion(L);

     struct luaL_Reg funcs[] = {
         {"add", ladd},
         {NULL,  NULL}
     };
     luaL_newlib(L, funcs);
     return ;
 }

在linux使用gcc编译：

gcc main.c -shared -fPIC -I/usr/local/include -o xxx.so

lua的package.cpath中需要能搜索到我们的so，设置cpath的方法网上搜一下有很多。然后lua代码中这样调用：

 local xxx = require "xxx"
 print(xxx.add(, ))

最后在终端执行：

lua test.lua

这个例子就跑起来了，虽然步骤说不上多简单，但是足够清晰吧。。为了简单，我就不写检查参数数量和类型是否匹配的代码了，后面的例子也是。

如何使用lua调用C++呢？只要你会操作userdata，基本上照搬上面的C语言的方式就可以，只不过显式传递C++的this指针就可以。再上一个简单的代码：

 #include <lua.hpp>

 class TTT {
 public:
     TTT() {}
     ~TTT() {}

     double add(double x, double y) {
         return x+y;
     }
 };

 extern "C"
 {
     static int lnewTTT(lua_State* L) {
         TTT** p = (TTT**)lua_newuserdata(L, sizeof(TTT*));
         *p = new TTT();
         return ;
     }

     static int ldelTTT(lua_State* L) {
         TTT** p = (TTT**)lua_topointer(L, );
         delete *p;
         *p = nullptr;
         return ;
     }

     static int ladd(lua_State* L) {
         TTT** p = (TTT**)lua_topointer(L, );
         TTT* pt = *p;
         lua_pushnumber(L, pt->add(lua_tonumber(L, ), lua_tonumber(L, )));
         return ;
     }

     int luaopen_xxx(lua_State* L) {
         luaL_checkversion(L);
         luaL_openlibs(L);

         struct luaL_Reg funcs[] = {
             {"new", lnewTTT},
             {"add", ladd},
             {"del", ldelTTT},
             {NULL,  NULL}
         };
         luaL_newlib(L, funcs);
         return ;
     }
 }

 local xxx = require "xxx"
 local t = xxx.new()
 print(xxx.add(t, , ))
 xxx.del(t)

（为什么要使用指针的指针呢？因为lua申请内存和释放内存时不会调用C++的构造函数和析构函数，我们又不能手动去调用，只能使用指针的指针，便于手动调用构造和析构函数了。）

使用lua的userdata保存this指针，然后作为参数传递到绑定函数，然后C语言就可以调用了，第一个例子明白后，这个没什么难度。

但是这样做有三个问题：一是无法检查lua传来的this指针是否是正确的类型，二是需要手动释放内存，三是lua代码中调用起来太麻烦。

这三个问题有一个共同的解决方案：元表(metatable)。

1、给同一类userdata设置同一个元表，利用元表就可以区别不同类型的userdata。

2、lua垃圾回收时会调用元表中的"__gc"元方法，我们可以利用这个元方法析构C++对象。

3、索引字段会调用"__index"方法，不存在这个方法时会从元表中查找，利用这个特性我们可以把red.add(t, x, y)这样的调用变成t.add(t, x, y)，然后就可以写成t:add(x, y)了。

把第二个例子中的lnewTTT和luaopen_xxx两个函数修改一下就可以，上代码：

 static int lnewTTT(lua_State* L) {
     TTT** p = (TTT**)lua_newuserdata(L, sizeof(TTT*));
     *p = new TTT();
     luaL_getmetatable(L, "xxx.TTT");
     lua_setmetatable(L, -);
     return ;
 }

 int luaopen_xxx(lua_State* L) {
     luaL_checkversion(L);
     luaL_openlibs(L);

     struct luaL_Reg funcs[] = {
         {"new", lnewTTT},
         {NULL,  NULL}
     };

     struct luaL_Reg funcs_meta[] = {
         {"add", ladd},
         {NULL,  NULL}
     };

     luaL_newmetatable(L, "xxx.TTT");
     lua_pushstring(L, "__gc");
     lua_pushcfunction(L, ldelTTT);
     lua_settable(L, -);
     lua_pushstring(L, "__index");
     lua_pushvalue(L, -);
     lua_settable(L, -);
     luaL_setfuncs(L, funcs_meta, );
     luaL_newlib(L, funcs);
     return ;
 }

 local xxx = require "xxx"
 local t = xxx.new()
 print(t:add(, ))

基本上就是这样了，绑定其他的数据类型，或者保存上下文等，都可以查找手册解决，lua天生为了嵌入宿主语言而设计，与C语言的交互有天然的优势。