C++中调用Lua

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

extern "C"
{
#include <lua.h>
#include <lualib.h>
#include <lauxlib.h>
}

void train1()
{
//Lua示例代码
char *szLua_code =
"r = string.gsub(c_Str, c_Mode, c_Tag) --宿主给的变量 \n \
u = string.upper(r)";  // 这些Lua函数的执行，都在lua环境中执行的, Lua环境内，也是命令行的执行也是一行一行扫描的
//Lua的字符串模式
char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)"; // ()表示所关心的捕获内容
//要处理的字符串
char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
//目标字符串模式
char *szTag = "<%1>%2</%1>";

lua_State *L = luaL_newstate();
luaL_openlibs(L);

//把一个数据送给Lua
lua_pushstring(L, szMode);
lua_setglobal(L, "c_Mode");
lua_pushstring(L, szTag);
lua_setglobal(L, "c_Tag");
lua_pushstring(L, szStr);
lua_setglobal(L, "c_Str");

//执行
bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
"demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
if(err)
{
//如果错误，显示
cerr << lua_tostring(L, -1);
//弹出栈顶的这个错误信息
lua_pop(L, 1);
}
else
{
//Lua执行后取得全局变量的值
int nPos = lua_isstring(L, -1);
lua_getglobal(L, "r");
nPos = lua_isstring(L, -1);
string strtop = lua_tostring(L,-1);
cout << "r = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
lua_pop(L, 1);
nPos = lua_isstring(L, -1);
lua_getglobal(L, "u");
nPos = lua_isstring(L, -1);
string strSecond = lua_tostring(L,-1);
cout << "u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
lua_pop(L, 1);
}
lua_close(L);
}

这段代码把字符串中的key=value字符串全部转换成XML格式<key>value</key>

在这个例子中，C++程序通过调用lua_pushstring把C字符串压入栈顶，lua_setglobal的作用是把栈顶的数据传到Lua环境中作为全局变量。

执行代码完成后，使用lua_getglobal从Lua环境中取得全局变量压入栈顶，然后使用lua_tostring把栈顶的数据转成字符串。由于lua_tostring本身没有出栈功能，所以为了平衡（即调用前与调用后栈里的数据量不变），使用lua_pop弹出由lua_setglobal压入的数据。

从上面的例子可以看出，C++和Lua之间一直围绕着栈在转，可见栈是极为重要的。有必要列出一些Lua C API中的主要栈操作先，它们的作用直接可以从函数名中看出。

压入元素到栈里

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_pushcfunction (lua_State *L, lua_CFunction fn);

查询栈里的元素

lua_isnil (lua_State *L, int index);
lua_isboolean (lua_State *L, int index);
int lua_isnumber (lua_State *L, int index);
int lua_isstring (lua_State *L, int index);
int lua_isfunction (lua_State *L, int index);
int lua_istable (lua_State *L, int index);
int lua_isuserdata (lua_State *L, int index);
lua_islightuserdata (lua_State *L, int index);
lua_isthread (lua_State *L, int index);

转换栈里的元素

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);
const char *    lua_tolstring (lua_State *L, int idx, size_t *len);
size_t            lua_strlen (lua_State *L, int index);
lua_CFunction   lua_tocfunction (lua_State *L, int idx);
void *          lua_touserdata (lua_State *L, int idx);
lua_State *     lua_tothread (lua_State *L, int idx);

Lua栈的维护

int  lua_gettop (lua_State *L);
取得栈顶元素的索引，即栈中元素的个数
void lua_settop (lua_State *L, int index);
设置栈顶索引，即设置栈中元素的个数，如果index<0，则从栈顶往下数，下同
void lua_pushvalue (lua_State *L, int index);
把栈中指定索引的元素复制一份到栈顶
void lua_remove (lua_State *L, int index);
删除指定索引的元素
void lua_insert (lua_State *L, int index);
移动栈顶元素到指定索引的位置，栈中数目没有改变
void lua_replace (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，栈中的数目减一
int  lua_checkstack (lua_State *L, int extra);
确保堆栈上至少有 extra 个空位。如果不能把堆栈扩展到相应的尺寸，函数返回 false 。这个函数永远不会缩小堆栈。
int  lua_pop(L,n)
从栈顶弹出n个元素，它是一个lua_settop的包装：#define lua_pop(L,n)  lua_settop(L, -(n)-1)

表的操作

上面的列表中并没有lua_pushtable和lua_totable，那么怎样取得或设置Lua中的table数据呢？

在Lua中，table是一个很重要的数据类型，在table中不仅可以象C中的数据一样放一组数据，还可以象map一样以key=value的方式存放数据，如Lua代码中的:

tb = {"abc",12,true,x=10,y=20,z=30}
前三个数据可以用tb[1]~tb[3]取得

而后三个数据通过tb.x, tb.y, tb.z取得

尽管看起来很牛叉，不过剥开神奇的外衣，实际上Lua的table中，所有的数据都是以key=value的形式存放的，这句Lua代码也可以写成：

tb = {[1]="abc", [2]=12, [3] =true, ["x"]=10, ["y"]=20, ["z"]=30}
它的形式就是[key]=value，所谓的tb.x只是tb["x"]的语法糖而已，如果愿意，也可以用tb["x"]取得这个数据10。

我们把上面的例子改成使用表的

...
int main()
{
//Lua示例代码，使用table
char *szLua_code =
"x = {} --用于存放结果的table "
"x[1],x[2] = string.gsub(c.Str, c.Mode, c.Tag) --x[1]里是结果，x[2]里是替换次数 "

"x.u = string.upper(x[1])";
//Lua的字符串模式
char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";

//要处理的字符串
char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";

//目标字符串模式
char *szTag = "<%1>%2</%1>";

lua_State *L = luaL_newstate();
luaL_openlibs(L);

//把一个tabele送给Lua
lua_newtable(L); //新建一个table并压入栈顶
lua_pushstring(L, "Mode");// key

lua_pushstring(L, szMode);// value
//设置newtable[Mode]=szMode
//由于上面两次压栈，现在table元素排在栈顶往下数第三的位置
lua_settable(L, -3);
//lua_settable会自己弹出上面压入的key和value

lua_pushstring(L, "Tag");// key

lua_pushstring(L, szTag);// value

lua_settable(L, -3); //设置newtable[Tag]=szTag

lua_pushstring(L, "Str");// key

lua_pushstring(L, szStr);// value

lua_settable(L, -3); //设置newtable[Str]=szStr

lua_setglobal(L,"c"); //将栈顶元素（newtable）置为Lua中的全局变量c

//执行
bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),

"demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);

if(err)
{
//如果错误，显示
cerr << lua_tostring(L, -1);
//弹出栈顶的这个错误信息
lua_pop(L, 1);
}
else
{
//Lua执行后取得全局变量的值
lua_getglobal(L, "x");

//这个x应该是个table
if(lua_istable(L,-1))
{
//取得x.u,即x["u"]
lua_pushstring(L,"u");
//key
//由于这次压栈，x处于栈顶第二位置
lua_gettable(L,-2);
//lua_gettable会弹出上面压入的key，然后把对应的value压入

//取得数据，然后从栈中弹出这个value
cout << "x.u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;

lua_pop(L, 1);

//取得x[1]和x[2]
for(int i=1; i<=2; i++)

{
//除了key是数字外，与上面的没什么区别
lua_pushnumber(L,i);
lua_gettable(L,-2);
cout << "x[" << i <<"] = " << lua_tostring(L,-1) << endl;

lua_pop(L, 1);
}
}

//弹出栈顶的x
lua_pop(L, 1);
}
lua_close(L);
return 0;
}

本例中用到的新Lua C API是：

void lua_newtable (lua_State *L);
新建一个空的table并压入栈顶。
void lua_settable (lua_State *L, int idx);
lua_settable以table在栈中的索引作为参数，并将栈顶的key和value出栈，用这两个值修改table。
void lua_gettable (lua_State *L, int idx);
lua_gettable以table在栈中的索引作为参数，弹出栈顶的元素作为key，返回与key对应的value并压入栈顶。
最后，Lua告别针对table提供了存取函数
void lua_rawgeti (lua_State *L, int idx, int n)
取得table
并放到栈顶，上例中69-70行的lua_pushnumber(L,i);lua_gettable(L,-2);可以用lua_rawgeti(L,-1)代替。
lua_getfield (lua_State *L, int idx, const char *k)
取得table.k并放到栈顶，上例中57-59行的lua_pushstring(L,"u");lua_gettable(L,-2);可以替换成lua_getfield(L,-1,"u")。
void lua_setfield (lua_State *L, int idx, const char *k)
把栈顶的数据作为value放入table.k中，上例中的形如lua_pushstring(L, "key");lua_pushstring(L, value);lua_settable(L, -3);可以改成lua_pushstring(L, value);lua_setfield(L,-2,"key");的形式。
void lua_rawseti (lua_State *L, int idx, int n)
把栈顶的数据作为value放入table
中