Lua語言教程2

Lua 語言的簡單介紹

文章來源於http://www.lupaworld.com

1. Lua的特點

Lua 是一個小巧的腳本語言。作者是巴西人。該語言的設計目的是爲了嵌入應用程序中,從而爲應用程序提供靈活的擴展和定製功能。它的主頁是 www.lua.org

Lua最著名的應用是在暴雪公司的網絡遊戲WOW中。

Lua腳本可以很容易的被C/C++代碼調用,也可以反過來調用C/C++的函數,這使得Lua在應用程序中可以被廣泛應用。不僅僅作爲擴展腳本,也可以作爲普通的配置文件,代替XML,Ini等文件格式,並且更容易理解和維護。

Lua由標準C編寫而成,代碼簡潔優美,幾乎在所有操作系統和平臺上都可以編譯,運行。一個完整的Lua解釋器不過200k,在目前所有腳本引擎中,Lua的速度是最快的。這一切 都決定了Lua是作爲嵌入式腳本的最佳選擇。

Lua 有一個同時進行的JIT項目,提供在特定平臺上的即時編譯功能,這將給Lua帶來更加優秀的性能。請訪問 http://luajit.luaforge.net/ 來了解這個項目。

和Python等腳本不同,Lua並沒有提供強大的庫,這是由它的定位決定的。所以Lua不適合作爲開發獨立應用程序的語言。不過Lua還是具備了比如數學運算和字符串處理等基本的功能。

Lua 目前的最新版本是 5.1.

 

Lua只有一種數據類型,table. 實際上就是hash表。它用這個來模擬數組,鏈表等等。 在語法上,Lua支持如下形式:

data = {} --定義一個table
   data.i = 1
   data.name = "jason"
   data.package = {1,2,2,3,56,7}
   data.others = {}
   data.others.a = 1
   data.others.b = 1.1

這使得Lua具有了跟C的struct類似的形式,非常便於設計C函數的參數,用一個table就可以傳入很複雜的參數。

2. 數據交換介紹

  1. Lua和C程序通過一個堆棧交換數據: struct lua_State

  2. 堆棧的序號可以從棧頂和棧底計數,從棧底計數,則棧底是1,向棧頂方向遞增。從棧頂計數,則棧頂是-1,向棧底方向遞減。一般都用從棧頂計數的方式。堆棧的默認大小是20,可以用lua_checkstack修改.用lua_gettop則可以獲得棧裏的元素數目。並不是說在棧頂有一個整形元素。而是計算了一下棧頂元素在棧裏的正index,相當於元素數目。

  3. Lua 調用C函數用的堆棧是臨時的,調用結束之後就被銷燬了。

  4. 如何從堆棧中獲取從Lua腳本中的參數

    1. 如果知道Lua腳本中某個全局變量的名字,可以用void lua_getglobal (lua_State *L, const char *name) 。這個函數會將name所指Lua變量的值放在棧頂.

    2. 如果是在C 函數中要獲取Lua調用函數使用的參數:

      1. 首先用lua_gettop檢查參數數量

      2. 用lua_is...類函數檢測參數的類型,做好錯誤處理

      3. 用lua_to...類函數將參數轉換爲number或者string.(對Lua來說,只有這兩種簡單類型)

        lua_tonumber返回的是double

        lua_tostring返回的是char*

      4. 用lua_remove從棧中刪除掉元素

      5. 繼續獲取下一個元素. 因爲每次都調用lua_remove,所以每次調用lua_tonumber,使用的index都將固定是-1,即棧頂。

      6. 如果lua_istable成立,那麼說明棧頂是一個table.注意table是不能取出來的,只能把table裏的元素一個個取出來。

        首先把元素的名字壓入棧頂: lua_pushstring(L,"i"); 然後就可以用lua_gettable調用,值會放在棧頂。同時剛纔壓入的元素名字被彈出。 用上面的辦法,可以把這個值取出來。記得也應該lua_remove。 如果table的某一個元素也是table,重複即可。 當table的所有元素都取完了,記住這個table本身還在堆棧裏,要用lua_remove把它刪除。

      7. 如果要獲取的是一個數組(所謂數組,其實就是key是從1開始的數字序列的table,並且值類型相同),用lua_next可以遍歷這個數組:

        首先lua_pushnil,壓入一個空值,然後

        while (lua_next(L, -2) != 0)
        {
            if(lua_isnumber(L,-1)) //判斷元素類型,也可能是string
            {
                 arrf.add((float)lua_tonumber(L, -1));//獲取元素的值
        
                 lua_remove(L,-1);
             }
        }
        lua_remove(L,-1);//刪除NIL
  5. 如何從C返回數據給Lua腳本

    用lua_push...類函數壓入數據到堆棧中,並用return n;來告訴Lua返回了幾個返回值。 Lua是天生支持多個返回值的,如 x,y = Test()。 Lua會根據n從棧裏取相應的數據。

    如果要返回一個table:

    lua_newtable(L);//創建一個表格,放在棧頂
    
         lua_pushstring(L, "mydata");//壓入key
         lua_pushnumber(L,66);//壓入value
         lua_settable(L,-3);//彈出key,value,並設置到table裏面去
    
         lua_pushstring(L, "subdata");//壓入key
         lua_newtable(L);//壓入value,也是一個table
         lua_pushstring(L, "mydata");//壓入subtable的key
         lua_pushnumber(L,53);//value
         lua_settable(L,-3);//彈出key,value,並設置到subtable
         lua_settable(L,-3);//這時候父table的位置還是-3,彈出key,value(subtable),並設置到table裏去
    
        
         lua_pushstring(L, "mydata2");//同上
         lua_pushnumber(L,77);
         lua_settable(L,-3);
    
         return 1;//堆棧裏現在就一個table.其他都被彈掉了。

    如果要返回一個數組,用如下代碼:(注意那個關於trick的註釋,我在等官方的解釋。經過驗證,這個問題只在windows版本調用dll中方法的時候出現。WinCE正常)

    lua_pushstring(L,"arri");
         lua_newtable(L);
         {
            //a trick:otherwise the lua engine will crash. This element is invisible in Lua script
            lua_pushnumber(L,-1);
            lua_rawseti(L,-2,0);
            for(int i = 0; i < arri.size();i++)
            {
                lua_pushnumber(L,arri[i]);
                lua_rawseti(L,-2,i+1);
            }
         }
         lua_settable(L,-3);

    這樣產生的數組可以在Lua中如下遍歷:

    for i,v in ipairs(data.arri) do
            print(v)
         end

    或者是

    for i=1,table.getn(data.arri) do
            print(data.arri[i])
         end

    只有數組才能這樣,name,value構成的Record不行,table.getn也只對數組有效。

  6. 由於上述代碼的高度相似性,所以很容易實現自動生成這些代碼。比如,根據C的一個struct定義:

    typedef enum 
    {
        BR_9600,
        BR_4800,
    } BaudRate;
    
    typedef struct flag
    {
        int onoff;
        int j;
        long l;
        double d;
        char* name;
        BaudRate rate;
    }flag;

    可以自動產生如下代碼:

    bool DataToLua(flag data,lua_State *L)
    {
        lua_newtable(L);
        lua_pushstring(L,"onoff");
        lua_pushnumber(L,(double)data.onoff);
        lua_settable(L,-3);
        lua_pushstring(L,"j");
        lua_pushnumber(L,(double)data.j);
        lua_settable(L,-3);
        lua_pushstring(L,"l");
        lua_pushnumber(L,(double)data.l);
        lua_settable(L,-3);
        lua_pushstring(L,"d");
        lua_pushnumber(L,(double)data.d);
        lua_settable(L,-3);
        lua_pushstring(L,"name");
        lua_pushstring(L,data.name.c_str());
        lua_settable(L,-3);
        lua_pushstring(L,"rate");
        lua_pushnumber(L,(double)(int)data.rate);
        lua_settable(L,-3);
        return true;
    }

    LuaToData也是類似的。

    如果使用面向對象的方式封裝起flag來,把DataToLua變成flag類的一個方法,就更加方便了。

3. C和Lua腳本互相調用舉例

首先是C的主程序初始化Lua腳本引擎,並註冊一些函數供腳本中調用:

//function for Lua to call
//return a integer array to the script
static int l_getarr (lua_State *L) 
{
    lua_newtable(L);//create table
    lua_pushnumber(L,1);//push the value
    lua_rawseti(L,-2,1);//set t[1]=v
    lua_pushnumber(L,2);    
    lua_rawseti(L,-2,2);
    lua_pushnumber(L,3);    
    lua_rawseti(L,-2,3);
    lua_pushnumber(L,4);    
    lua_rawseti(L,-2,4);   
    return 1;
}

int main()
{
    lua_State *L = lua_open();   /* opens Lua */
    luaopen_base(L);             /* opens the basic library */
    luaopen_table(L);            /* opens the table library */
    
    luaopen_string(L);           /* opens the string lib. */
    luaopen_math(L);             /* opens the math lib. */
    
    lua_pushcfunction(L, l_getarr); // Register a function
    lua_setglobal(L, "getarr");

    if (lua_dofile(L, "testlua.lua"))//Load the script file and Run it
    {
        printf("run script failed/n");
    }
    else
    {
        lua_getglobal(L, "result"); //Get the global variant in Lua script
        if(lua_isnumber(L,-1))
        {
            printf("The result of the Lua script is %d/n",lua_tonumber(L,-1));
        }
    }
       
    lua_close(L);
     
    return 0;

}

腳本的代碼如下:

array = getarr()
if array ~= nil then
    result = 1
    for i=1,table.getn(array),1 do
        print(array[i])
    end
else
    result = 0
end

4. 參考資料

文章來源於http://www.lupaworld.com

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