Lua和C語言的互動 C API

lua可作為擴充套件性語言（lua可以作為程式庫用來擴充套件應用的功能），同時也是個可擴充套件的語言（lua程式中可以註冊由其他語言實現的函式）。

c和lua互動的部分稱為c api。c api是乙個c**與lua進行互動的函式集。他由以下部分組成：

讀寫lua全域性變數的函式、

呼叫lua函式的函式、

執行lua**片斷的函式、

註冊c函式然後可以在lua中被呼叫的函式，等等。

api中有些函式為了方便以巨集的方式實現。

當在lua和c之間交換資料時我們面臨著兩個問題：動態與靜態型別系統的不匹配和自動與手動記憶體管理的不一致。解決辦法是在c和lua之間通訊關鍵在於乙個虛擬的棧。幾乎所有的api呼叫都是對棧上的值進行操作，所有c與lua之間的資料交換也都通過這個棧來完成。因為棧是由lua來管理的，垃圾**器知道那個值正在被c使用。

lua以乙個嚴格的lifo規則（後進先出；也就是說，始終訪問棧頂）來操作棧：

(1)當你呼叫lua時，它只會改變棧頂部分。

(2)你的ｃ**卻有更多的自由；更明確的來講，你可以查詢棧上的任何元素，甚至是在任何乙個位置插入和刪除元素。

在呼叫c api時有幾個重要的標頭檔案：

(1)lua.h：lua基礎函式庫，lua_字首

(2)lauxlib.h：輔助庫，lual_字首，利用lua.h實現的更高層的抽象

(3)lualib.h：為了保持lua的苗條，所有的標準庫以單獨的包提供，所以如果你不需要就不會強求你使用它們。標頭檔案lualib.h定義了開啟這些庫的函式。例如，呼叫luaopen_io，以建立io table並註冊i/o函式（io.read,io.write等等）到lua環境中。

api用索引來訪問棧中的元素。棧底為1，依次往上增加，也可用負數索引，-1表示棧頂元素。下面列出一些常用的c api函式：

lua_push*：壓入棧元素

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);

lua_to*：從棧中獲得值。即使給定的元素型別不正確，呼叫這些函式也沒問題。

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);

lua_tostring函式返回乙個指向字串的內部拷貝的指標。你不能修改它（使你想起那裡有乙個const）。只要這個指標對應的值還在棧內，lua會保證這個指標一直有效。當乙個c函式返回後，lua會清理他的棧，所以，有乙個原則：永遠不要將指向lua字串的指標儲存到訪問他們的外部函式中。

size_t lua_strlen (lua_state *l, int index)：返回字串的實際長度。

int lua_checkstack(lua_state *l, int sz)：檢查棧空間。預設有20個空閒的記錄，lua.h中的lua_minstack巨集定義了這個常量。

int lua_is... (lua_state *l, int index)：檢查乙個元素能否被轉換成指定的型別。

int lua_type (lua_state *l, int idx)：返回棧中元素的型別；

const char* lua_typename(lua_state *l, int tp)：返回type對應的名字字串，第二個引數為lua_type返回的型別

void lual_checktype (lua_state *l, int arg, int t)：返回引數arg是否是型別t，第三個引數為lua_type的取值。

在lua.h標頭檔案中，每種型別都被定義為乙個常量：lua_tnil、lua_tboolean、lua_tnumber、lua_tstring、lua_ttable、lua_tfunction、lua_tuserdata以及lua_tthread。

int lua_gettop (lua_state *l)：返回棧中元素個數，它也是棧頂元素的索引。

void lua_settop (lua_state *l, int index)：設定棧頂元素的索引，相當於設定棧的大小。如果開始的棧頂高於新的棧頂，頂部的值被丟棄。否則，為了得到指定的大小這個函式壓入相應個數的空值（nil）到棧上。lua_settop(l,0)：清空堆疊。

#define lua_pop(l,n) lua_settop(l, -(n)-1)：巨集定義，彈出n個元素。

void lua_pushvalue (lua_state *l, int index)：壓入堆疊上指定索引的乙個摶貝到棧頂，等於拷貝index處的元素，然後新增到棧頂。

void lua_remove (lua_state *l, int index)：移除指定索引的元素，並將其上面所有的元素下移來填補這個位置的空白。

void lua_insert (lua_state *l, int index)：移動棧頂元素到指定索引的位置，並將這個索引位置上面的元素全部上移至棧頂被移動留下的空隔。

void lua_replace (lua_state *l, int index)：從棧頂彈出元素值並將其設定到指定索引位置，沒有任何移動操作。

下面來看一段lua和c++簡單互動的**：

#include #include 
extern"c
" int main (void
) }
lua_close(l);
return0;
}

上述**在vs2010中正常執行，lua使用5.1的版本，其中有幾點需要注意的：

(1)lua5.0之前初始化庫的用法如下：

luaopen_base(l); /*
opens the basic library 
*/luaopen_table(l); 
/*opens the table library 
*/luaopen_io(l); 
/*opens the i/o library 
*/luaopen_string(l); 
/*opens the string lib. 
*/luaopen_math(l); 
/*opens the math lib. 
*/

但5.0之後只需要一句話即可：

lual_openlibs(l);

(2)需要新增依賴庫：lua5.1.lib lua51.lib。

下面這個例子可以有助於加深對c和lua之間堆疊的理解：

//
從棧底到棧頂依次遍歷整個堆疊
static
void stackdump(lua_state*l)
printf(""
); }
printf("\n
");}int main(void
)

注意lua_replace首先會彈出棧頂元素，並且需要注意的是lua_replace(l, -1);語句會導致站頂元素彈出，其他元素不變。

作為配置語言是lua的乙個重要應用，下面看乙個簡單的這方面的例子。有乙個含有簡單字段記錄的lua檔案如下：

width = 200
height = 300

對該lua檔案的解析大媽如下：

#include #include #include #include extern "c
" void 
error(lua_state* l, const char*fmt, ...)
void 
load(char* filename, int* width, int*height)
lua_getglobal(l, 
"width");
lua_getglobal(l, 
"height");
if(!lua_isnumber(l, -2
)) 
error(l, "
'width' should be a number\n");
if(!lua_isnumber(l, -1
)) 
error(l, "
'height' should be a number\n");
*width = (int)lua_tonumber(l, -2
); *height = (int)lua_tonumber(l, -1
); lua_close(l);
}int main(void)

Lua和C語言的互動 C API

Lua和C語言的互動（一）

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Lua和C 語言的互動詳解

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