LUA相关基础知识
2016-01-22 01:31
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Lua是一个嵌入式的脚本语言，它不仅可以单独使用还能与其它语言混合调用。
Lua与其它脚本语言相比，其突出优势在于：
1. 可扩展性。Lua的扩展性非常卓越，以至于很多人把Lua用作搭建领域语言的工具（注：比如游戏脚本）。Lua被设计为易于扩展的，可以通过Lua代码或者 C代码扩展，Lua的很多功能都是通过外部库来扩展的。Lua很容易与C/C++、java、fortran、Smalltalk、Ada，以及其他语言接口。
2. 简单。Lua本身简单，小巧；内容少但功能强大，这使得Lua易于学习，很容易实现一些小的应用。他的完全发布版（代码、手册以及某些平台的二进制文件）仅用一张软盘就可以装得下。
3. 高效率。Lua有很高的执行效率，统计表明Lua是目前平均效率最高的脚本语言。
4. 与平台无关。Lua几乎可以运行在所有我们听说过的系统上，如NextStep、OS/2、PlayStation II (Sony)、Mac OS-9、OS X、BeOS、MS-DOS、IBM mainframes、EPOC、PalmOS、MCF5206eLITE Evaluation Board、RISC OS，及所有的Windows和Unix。Lua不是通过使用条件编译实现平台无关，而是完全使用ANSI (ISO)
C，这意味着只要你有ANSI C编译器你就可以编译并使用Lua。
要在C++中使用Lua非常简单，不管是GCC,VC还是C++Builder, 最简单的方法就是把Lua源码中除lua.c，luac.c和print.c以外的所有c文件与你的代码一起编译链接（或加入到工程中）即可。
当然，为了方便维护，最好还是先把Lua编译成库文件再加入工程。方法如下：
GCC
直接在Lua所在目录下make [环境]
这里的[环境]可以是：aix ansi bsd freebsd generic linux macosx mingw posix solaris
如果你的环境不在这个列表中，你可以试试ansi或posix。
VC
在命令行环境下进入Lua所在目录，执行etc\luavs.bat编译。
C++Builder
请看我的Blog，如何在C++Builder里编译Lua
头文件
因为Lua是用C语言写的，除非编译lua库时指定编译器强制以C++方式编译，否则在C++工程中应该这样包含lua头文件：
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
例一，简单运行Lua代码
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6.
7. #include <iostream>
8. #include <string>
9. using namespace std;
10.
11.int main()
12.{
13. lua_State *L = lua_open(); //初始化lua
14. luaL_openlibs(L); //载入所有lua标准库
15.
16. string s;
17. while(getline(cin,s)) //从cin中读入一行到s
18. {
19. //载入s里的lua代码后执行
20. bool err = luaL_loadbuffer(L, s.c_str(), s.length(),
21. "line") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
22. if(err)
23. {
24. //如果错误，显示
25. cerr << lua_tostring(L, -1);
26. //弹出错误信息所在的最上层栈
27. lua_pop(L, 1);
28. }
29. }
30.
31. lua_close(L);//关闭
32. return 0;
33.}
这已经是一个功能完备的交互方式Lua解释器了。
输入print "hello world"
输出hello world
输入for i=1,10 do print(i) end
输出从1到10
要调用Lua，首先要使用lua_open(对于5.0以后版本的Lua,建议使用luaL_newstate代替)产生一个lua_State，在使用完后调用lua_close关闭。
所有Lua与C之间交换的数据都是通过Lua中的栈来中转的。
在本例中：
luaL_loadbuffer的功能是载入并编译内存中的一段Lua代码，然后作为一个代码块(称为chunk)压入栈中，其中的最后一个参数作为代码块的名称用于调试。和它功能类似的还有luaL_loadfile（载入文件）,luaL_loadstring（载入字符串，本例中也可用它代替luaL_loadbuffer）。它们有一个相同的前缀：luaL_，为了简化编程，Lua
C API将库中的核心函数包装后作为辅助函数提供一些常用功能，它们的形式都是luaL_*，如这里的三个luaL_load*都调用了lua_load。
lua_pcall从栈顶取得函数并执行，如果出错，则返回一个非0值并把错误信息压入栈顶。关于它的更详细信息会在“例三，在C++中调用Lua子函数”中介绍。
如果宿主程序检测到错误，就用lua_tostring从栈顶取得错误信息转成字符串输出，然后弹出这个错误信息。
lua_tostring里的第二个参数指定要操作的数据处于栈的哪个位置，因为所有的数据只能通过栈来交换，所以很多Lua的C API都会要求指定栈的位置。1表示在栈中的第一个元素（也就是第一个被压入栈的），下一个索引是2，以此类推。我们也可以用栈顶作为参照来存取元素，使用负数：-1指出栈顶元素（也就是最后被压入的），-2指出它的前一个元素，以此类推。
例二，与Lua交换数据
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6.
7. #include <iostream>
8. #include <string>
9. using namespace std;
10.
11.int main()
12.{
13. //Lua示例代码
14. char *szLua_code =
15. "r = string.gsub(c_Str, c_Mode, c_Tag) --宿主给的变量 "
16. "u = string.upper(r)";
17. //Lua的字符串模式
18. char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
19. //要处理的字符串
20. char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
21. //目标字符串模式
22. char *szTag = "<%1>%2</%1>";
23.
24. lua_State *L = luaL_newstate();
25. luaL_openlibs(L);
26.
27. //把一个数据送给Lua
28. lua_pushstring(L, szMode);
29. lua_setglobal(L, "c_Mode");
30. lua_pushstring(L, szTag);
31. lua_setglobal(L, "c_Tag");
32. lua_pushstring(L, szStr);
33. lua_setglobal(L, "c_Str");
34.
35. //执行
36. bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
37. "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
38. if(err)
39. {
40. //如果错误，显示
41. cerr << lua_tostring(L, -1);
42. //弹出栈顶的这个错误信息
43. lua_pop(L, 1);
44. }
45. else
46. {
47. //Lua执行后取得全局变量的值
48. lua_getglobal(L, "r");
49. cout << "r = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
50. lua_pop(L, 1);
51.
52. lua_getglobal(L, "u");
53. cout << "u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
54. lua_pop(L, 1);
55. }
56. lua_close(L);
57. return 0;
58.}
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
1. ...
2. int main()
3. {
4. //Lua示例代码，使用table
5. char *szLua_code =
6. "x = {} --用于存放结果的table "
7. "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 "
8. "x.u = string.upper(x[1])";
9. //Lua的字符串模式
10. char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
11. //要处理的字符串
12. char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
13. //目标字符串模式
14. char *szTag = "<%1>%2</%1>";
15.
16. lua_State *L = luaL_newstate();
17. luaL_openlibs(L);
18.
19. //把一个tabele送给Lua
20. lua_newtable(L); //新建一个table并压入栈顶
21. lua_pushstring(L, "Mode");// key
22. lua_pushstring(L, szMode);// value
23. //设置newtable[Mode]=szMode
24. //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
25. lua_settable(L, -3);
26. //lua_settable会自己弹出上面压入的key和value
27.
28. lua_pushstring(L, "Tag");// key
29. lua_pushstring(L, szTag);// value
30. lua_settable(L, -3); //设置newtable[Tag]=szTag
31.
32. lua_pushstring(L, "Str");// key
33. lua_pushstring(L, szStr);// value
34. lua_settable(L, -3); //设置newtable[Str]=szStr
35.
36. lua_setglobal(L,"c"); //将栈顶元素（newtable）置为Lua中的全局变量c
37.
38. //执行
39. bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
40. "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
41. if(err)
42. {
43. //如果错误，显示
44. cerr << lua_tostring(L, -1);
45. //弹出栈顶的这个错误信息
46. lua_pop(L, 1);
47. }
48. else
49. {
50. //Lua执行后取得全局变量的值
51. lua_getglobal(L, "x");
52.
53. //这个x应该是个table
54. if(lua_istable(L,-1))
55. {
56. //取得x.u,即x["u"]
57. lua_pushstring(L,"u"); //key
58. //由于这次压栈，x处于栈顶第二位置
59. lua_gettable(L,-2);
60. //lua_gettable会弹出上面压入的key，然后把对应的value压入
61. //取得数据，然后从栈中弹出这个value
62. cout << "x.u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
63. lua_pop(L, 1);
64.
65. //取得x[1]和x[2]
66. for(int i=1; i<=2; i++)
67. {
68. //除了key是数字外，与上面的没什么区别
69. lua_pushnumber(L,i);
70. lua_gettable(L,-2);
71. cout << "x[" << i <<"] = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
72. lua_pop(L, 1);
73. }
74. }
75.
76. //弹出栈顶的x
77. lua_pop(L, 1);
78. }
79. lua_close(L);
80. return 0;
81.}
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
例三，在C++中调用Lua子函数
在Lua中，函数和boolean一样也属于基本数据类型，所以同样可以使用lua_getglobal来取得函数，剩下的问题只是怎样执行它（函数元素）的问题了。
1. ...
2. int main()
3. {
4. //Lua示例代码，是一个函数
5. char *szLua_code =
6. "function gsub(Str, Mode, Tag)"
7. " a,b = string.gsub(Str, Mode, Tag) "
8. " c = string.upper(a) "
9. " return a,b,c --多个返回值 "
10. "end";
11. //Lua的字符串模式
12. char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
13. //要处理的字符串
14. char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
15. //目标字符串模式
16. char *szTag = "<%1>%2</%1>";
17.
18. lua_State *L = luaL_newstate();
19. luaL_openlibs(L);
20.
21. //执行
22. bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
23. "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
24. if(err)
25. {
26. cerr << lua_tostring(L, -1);
27. lua_pop(L, 1);
28. }
29. else
30. {
31. //Lua执行后取得全局变量的值
32. lua_getglobal(L, "gsub");
33. if(lua_isfunction(L,-1)) //确认一下是个函数
34. {
35. //依次放入三个参数
36. lua_pushstring(L,szStr);
37. lua_pushstring(L,szMode);
38. lua_pushstring(L,szTag);
39. //调用,我们有3个参数，要得到2个结果
40. //你可能注意到gsub函数返回了3个，不过我们只要2个，这没有问题
41. //没有使用错误处理回调，所以lua_pcall最后一个参数是0
42. if(0 != lua_pcall(L, 3, 2, 0))
43. {
44. //如果错误，显示
45. cerr << lua_tostring(L, -1);
46. lua_pop(L, 1);
47. }
48. else
49. {
50. //正确，得到两个结果，注意在栈里的顺序
51. cout << "a = " << lua_tostring(L, -2) << endl;
52. cout << "b = " << lua_tostring(L, -1) << endl;
53. //弹出这两个结果
54. lua_pop(L, 2);
55. }
56. }
57. else
58. {
59. lua_pop(L,1);
60. }
61. }
62. lua_close(L);
63. return 0;
64.}
调用Lua子函数使用的是lua_pcall函数，我们的所有例子中都有这个函数，它的说明如下:
lua_pcall (lua_State *L, int nargs, int nresults, int errfunc);
作用：以保护模式调用一个函数。
要调用一个函数请遵循以下协议：首先，要调用的函数应该被压入堆栈；接着，把需要传递给这个函数的参数按正序压栈；这是指第一个参数首先压栈。最后调用lua_pcall；
nargs 是你压入堆栈的参数个数。当函数调用完毕后，所有的参数以及函数本身都会出栈。而函数的返回值这时则被压入堆栈。返回值的个数将被调整为 nresults 个，除非 nresults 被设置成 LUA_MULTRET。在这种情况下，所有的返回值都被压入堆栈中。 Lua 会保证返回值都放入栈空间中。函数返回值将按正序压栈（第一个返回值首先压栈），因此在调用结束后，最后一个返回值将被放在栈顶。
如果有错误发生的话， lua_pcall 会捕获它，然后把单一的值（错误信息）压入堆栈，然后返回错误码。lua_pcall 总是把函数本身和它的参数从栈上移除。
如果 errfunc 是 0 ，返回在栈顶的错误信息就和原始错误信息完全一致。否则，这个函数会被调用而参数就是错误信息。错误处理函数的返回值将被 lua_pcall 作为出错信息返回在堆栈上。
闭包和伪索引
http://www.cppprog.com/2009/0210/63.html
例四，在Lua代码中调用C++函数
能Lua代码中调用C函数对Lua来说至关重要，让Lua能真正站到C这个巨人的肩膀上。
要写一个能让Lua调用的C函数，就要符合lua_CFunction定义：typedef int (*lua_CFunction)
(lua_State *L);
当Lua调用C函数的时候，同样使用栈来交互。C函数从栈中获取她的参数，调用结束后将结果放到栈中，并返回放到栈中的结果个数。
这儿有一个重要的概念：用来交互的栈不是全局栈，每一个函数都有他自己的私有栈。当Lua调用C函数的时候，第一个参数总是在这个私有栈的index=1的位置。
1. ...
2. #include <complex> //复数
3.
4. //C函数，做复数计算，输入实部，虚部。输出绝对值和角度
5. int calcComplex(lua_State *L)
6. {
7. //从栈中读入实部，虚部
8. double r = luaL_checknumber(L,1);
9. double i = luaL_checknumber(L,2);
10. complex<double> c(r,i);
11. //存入绝对值
12. lua_pushnumber(L,abs(c));
13. //存入角度
14. lua_pushnumber(L,arg(c)*180.0/3.14159);
15. return 2;//两个结果
16.}
17.
18.int main()
19.{
20. char *szLua_code =
21. "v,a = CalcComplex(3,4) "
22. "print(v,a)";
23.
24. lua_State *L = luaL_newstate();
25. luaL_openlibs(L);
26.
27. //放入C函数
28. lua_pushcfunction(L, calcComplex);
29. lua_setglobal(L, "CalcComplex");
30.
31. //执行
32. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
33. if(err)
34. {
35. cerr << lua_tostring(L, -1);
36. lua_pop(L, 1);
37. }
38.
39. lua_close(L);
40. return 0;
41.}
结果返回5 53.13...，和其它数据一样，给Lua代码提供C函数也是通过栈来操作的，因为lua_pushcfunction和lua_setglobal的 组合很常用，所以Lua提供了一个宏:
#define lua_register(L,n,f) (lua_pushcfunction(L, (f)), lua_setglobal(L, (n)))
这两句代码也就可写成lua_register(L,"CalcComplex",calcComplex);
闭包(closure)
在编写用于Lua的C函数时，我们可能需要一些类似于面向对象的能力，比如我们想在Lua中使用象这样的一个计数器类:
1. struct CCounter{
2. CCounter()
3. :m_(0){}
4. int count(){
5. return ++i;
6. }
7. private:
8. int m_;
9. };
这里如果我们仅仅使用lua_pushcfunction提供一个count函数已经不能满足要求(使用static? 不行，这样就不能同时使用多个计数器，并且如果程序中有多个Lua环境的话它也不能工作)。
这时我们就需要一种机制让数据与某个函数关联，形成一个整体，这就是Lua中的闭包，而闭包里与函数关联的数据称为UpValue。
使用Lua闭包的方法是定义一个工厂函数，由它来指定UpValue的初值和对应的函数，如：
1. ...
2. //计算函数
3. int count(lua_State *L)
4. {
5. //得到UpValue
6. double m_ = lua_tonumber(L, lua_upvalueindex(1));
7. //更改UpValue
8. lua_pushnumber(L, ++m_);
9. lua_replace(L, lua_upvalueindex(1));
10. //返回结果（直接复制一份UpValue作为结果）
11. lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(1));
12. return 1;
13.}
14.//工厂函数，把一个数字和count函数关联打包后返回闭包。
15.int newCount(lua_State *L)
16.{
17. //计数器初值（即UpValue）
18. lua_pushnumber(L,0);
19. //放入计算函数，告诉它与这个函数相关联的数据个数
20. lua_pushcclosure(L, count, 1);
21. return 1;//一个结果,即函数体
22.}
23.
24.int main()
25.{
26. char *szLua_code =
27. "c1 = NewCount() "
28. "c2 = NewCount() "
29. "for i=1,5 do print(c1()) end "
30. "for i=1,5 do print(c2()) end";
31.
32. lua_State *L = luaL_newstate();
33. luaL_openlibs(L);
34.
35. //放入C函数
36. lua_register(L,"NewCount",newCount);
37.
38. //执行
39. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
40. if(err)
41. {
42. cerr << lua_tostring(L, -1);
43. lua_pop(L, 1);
44. }
45.
46. lua_close(L);
47. return 0;
48.}
执行结果是：
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
可以发现这两个计算器之间没有干扰，我们成功地在Lua中生成了两个“计数器类”。
这里的关键函数是lua_pushcclosure，她的第二个参数是一个基本函数（例子中是count），第三个参数是UpValue的个数（例子中为 1）。在创建新的闭包之前，我们必须将关联数据的初始值入栈，在上面的例子中，我们将数字0作为初始值入栈。如预期的一样， lua_pushcclosure将新的闭包放到栈内，因此闭包作为newCounter的结果被返回。
实际上，我们之前使用的lua_pushcfunction只是lua_pushcclosure的一个特例：没有UpValue的闭包。查看它的声明可 以知道它只是一个宏而已：
#define lua_pushcfunction(L,f) lua_pushcclosure(L, (f), 0)
在count函数中，通过lua_upvalueindex(i)得到当前闭包的UpValue所在的索引位置，查看它的定义可以发现它只是一个简单的 宏：
#define lua_upvalueindex(i) (LUA_GLOBALSINDEX-(i))
宏里的LUA_GLOBALSINDEX是一个伪索引，关于伪索引的知识请看下节
伪索引
伪索引除了它对应的值不在栈中之外，其他都类似于栈中的索引。Lua C API中大部分接受索引作为参数的函数，也都可以接受假索引作为参数。
伪索引被用来访问线程的环境，函数的环境，Lua注册表，还有C函数的UpValue。
· 线程的环境（也就是放全局变量的地方）通常在伪索引 LUA_GLOBALSINDEX 处。
· 正在运行的 C 函数的环境则放在伪索引 LUA_ENVIRONINDEX 之处。
· LUA_REGISTRYINDEX则存放着Lua注册表。
· C函数UpValue的存放位置见上节。
这里要重点讲的是LUA_GLOBALSINDEX和LUA_REGISTRYINDEX，这两个伪索引处的数据是table类型的。
LUA_GLOBALSINDEX位置上的table存放着所有的全局变量，比如这句
lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, varname);
就是取得名为varname的全局变量，我们之前一直使用的lua_getglobal就是这样定义的:#define lua_getglobal(L,s) lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX,
(s))
下面的代码利用LUA_GLOBALSINDEX得到所有的全局变量
1. int main()
2. {
3. char *szLua_code =
4. "a=10 "
5. "b=\"hello\" "
6. "c=true";
7.
8. lua_State *L = luaL_newstate();
9. luaL_openlibs(L);
10.
11. //执行
12. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
13. if(err)
14. {
15. cerr << lua_tostring(L, -1);
16. lua_pop(L, 1);
17. }
18. else
19. {
20. //遍历LUA_GLOBALSINDEX所在的table得到
21. lua_pushnil(L);
22. while(0 != lua_next(L,LUA_GLOBALSINDEX))
23. {
24. // 'key' （在索引 -2 处） 和 'value' （在索引 -1 处）
25. /*
26. 在遍历一张表的时候，不要直接对 key 调用 lua_tolstring ，
27. 除非你知道这个 key 一定是一个字符串。
28. 调用 lua_tolstring 有可能改变给定索引位置的值；
29. 这会对下一次调用 lua_next 造成影响。
30. 所以复制一个key到栈顶先
31. */
32. lua_pushvalue(L, -2);
33. printf("%s - %s ",
34. lua_tostring(L, -1), //key,刚才复制的
35. lua_typename(L, lua_type(L,-2))); //value，现在排在-2的位置了
36. // 移除 'value' 和复制的key；保留源 'key' 做下一次叠代
37. lua_pop(L, 2);
38. }
39. }
40. lua_close(L);
41. return 0;
42.}
LUA_REGISTRYINDEX伪索引处也存放着一个table，它就是Lua注册表(registry)。这个注册表可以用来保存任何C代码想保存 的Lua值。
加入到注册表里的数据相当于全局变量，不过只有C代码可以存取而Lua代码不能。因此用它来存储函数库（在下一节介绍）中的一些公共变量再好不过了。
一个Lua库实际上是一个定义了一系列Lua函数的代码块，并将这些函数保存在适当的地方，通常作为table的域来保存。Lua的C库就是这样实现的。
作为一个完整的库，我们还需要写一个函数来负责把库中的所有公共函数放到table里，然后注册到Lua全局变量里，就像luaopen_*做的一样。 Lua为这种需求提供了辅助函数luaL_register，它接受一个C函数的列表和他们对应的函数名，并且作为一个库在一个table中注册所有这些函数。
下例中注册了一个名为Files的库，定义了三个库函数：FindFirst,FindNext,FindClose。
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6.
7. #include <iostream>
8. #include <string>
9. #include <windows.h>
10.using namespace std;
11.
12.//函数库示例，Windows下查找文件功能
13.//输入:string路径名
14.//输出:userdata存放Handle(如果没找到，则是nil), string文件名
15.int findfirst( lua_State *L )
16.{
17. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
18. HANDLE hFind = ::FindFirstFileA(luaL_checkstring(L,1), &FindFileData);
19.
20. if(INVALID_HANDLE_VALUE == hFind)
21. lua_pushnil(L);
22. else
23. lua_pushlightuserdata(L, hFind);
24.
25. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
26.
27. return 2;
28.}
29.
30.//输入:userdata:findfirst返回的Handle
31.//输出:string：文件名，如果没找到，则返回nil
32.int findnext( lua_State *L )
33.{
34. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
35. if(::FindNextFileA(lua_touserdata(L,1),&FindFileData))
36. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
37. else
38. lua_pushnil(L);
39. return 1;
40.}
41.
42.//输入:userdata:findfirst返回的Handle
43.//没有输出
44.int findclose( lua_State *L )
45.{
46. ::FindClose(lua_touserdata(L,1));
47. return 0;
48.}
49.
50.//注册函数库
51.static const struct luaL_reg lrFiles [] = {
52. {"FindFirst", findfirst},
53. {"FindNext", findnext},
54. {"FindClose", findclose},
55. {NULL, NULL} /* sentinel */
56.};
57.int luaopen_Files (lua_State *L) {
58. luaL_register(L, "Files", lrFiles);
59. return 1;
60.}
61.
62.int main()
63.{
64. char* szLua_code=
65. "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
66. "if hFind then "
67. " repeat "
68. " print(sFile) "
69. " sFile = Files.FindNext(hFind) "
70. " until sFile==nil; "
71. " Files.FindClose(hFind) "
72. "end";
73. lua_State *L = luaL_newstate();
74. luaL_openlibs(L);
75. luaopen_Files(L);
76.
77. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
78. if(err)
79. {
80. cerr << lua_tostring(L, -1);
81. lua_pop(L, 1);
82. }
83. lua_close(L);
84. return 0;
85.}
本例运行结果是显示出C盘根目录下所有的文件名。
Lua官方建议把函数库写进动态链接库中(windows下.dll文件，linux下.so文件)，这样就可以在Lua代码中使用loadlib函数动 态载入函数库
例如，我们把上面的例子改成动态链接库版本：
DLL代码,假定生成的文件名为fileslib.dll：
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6. #include <windows.h>
7.
8. BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule,
9. DWORD ul_reason_for_call,
10. LPVOID lpReserved
11. )
12.{
13. return TRUE;
14.}
15.
16.//函数库示例，Windows下查找文件功能
17.//输入:string路径名
18.//输出:userdata存放Handle(如果没找到，则是nil), string文件名
19.int findfirst( lua_State *L )
20.{
21. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
22. HANDLE hFind = ::FindFirstFileA(luaL_checkstring(L,1), &FindFileData);
23.
24. if(INVALID_HANDLE_VALUE == hFind)
25. lua_pushnil(L);
26. else
27. lua_pushlightuserdata(L, hFind);
28.
29. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
30.
31. return 2;
32.}
33.
34.//输入:userdata:findfirst返回的Handle
35.//输出:string：文件名，如果没找到，则返回nil
36.int findnext( lua_State *L )
37.{
38. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
39. if(::FindNextFileA(lua_touserdata(L,1),&FindFileData))
40. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
41. else
42. lua_pushnil(L);
43. return 1;
44.}
45.
46.//输入:userdata:findfirst返回的Handle
47.//没有输出
48.int findclose( lua_State *L )
49.{
50. ::FindClose(lua_touserdata(L,1));
51. return 0;
52.}
53.
54.//注册函数库
55.static const struct luaL_reg lrFiles [] = {
56. {"FindFirst", findfirst},
57. {"FindNext", findnext},
58. {"FindClose", findclose},
59. {NULL, NULL} /* sentinel */
60.};
61.//导出，注意原型为typedef int (*lua_CFunction) (lua_State *L);
62.extern "C" __declspec(dllexport) int luaopen_Files (lua_State *L) {
63. luaL_register(L, "Files", lrFiles);
64. return 1;
65.}
Lua调用代码（或者直接使用Lua.exe调用，dll文件必须处于package.cpath指定的目录中，默认与执行文件在同一目录即可）：
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6.
7. #include <iostream>
8. #include <string>
9. #include <windows.h>
10.using namespace std;
11.
12.int main()
13.{
14. char* szLua_code=
15. "fileslib = package.loadlib('fileslib.dll', 'luaopen_Files') "
16. "fileslib() "
17. "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
18. "if hFind then "
19. " repeat "
20. " print(sFile) "
21. " sFile = Files.FindNext(hFind) "
22. " until sFile==nil; "
23. " Files.FindClose(hFind) "
24. "end";
25. lua_State *L = luaL_newstate();
26. luaL_openlibs(L);
27.
28. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
29. if(err)
30. {
31. cerr << lua_tostring(L, -1);
32. lua_pop(L, 1);
33. }
34. lua_close(L);
35. return 0;
36.}
Lua代码里使用package.loadlib得到动态链接库中的luaopen_Files函数，然后调用它注册到Lua中，如果动态链接库中的导出 函数名称满足luaopen_<库名>的话，还可以使用require直接载入。
比如，如果把本例中的DLL代码里的导出函数名luaopen_Files改成luaopen_fileslib的话,Lua代码便可以改成:
1. char* szLua_code=
2. "require('fileslib') "
3. "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
4. ...
例五，与Lua交换自定义数据
由于Lua中的数据类型远不能满足C语言的需要，为此Lua提供了userdata，一个userdata提供了一个在Lua中没有预定义操作的raw内 存区域。
在例四的函数库代码中我们已经使用过lightuserdata，它是userdata的一个特例：一个表示C指针的值（也就是一个void *类型的值）。
下面的例子我们使用userdata来给Lua提供一个窗体类用于建立，显示窗体。为了简化窗体控制代码，在C函数中我们使用了C++Builder的 VCL库，所以下面的代码要在C++Builder下编译才能通过。当然，稍微修改一下也可以使用MFC,QT,wxWidget等来代替。
1. //---------------------------------------------------------------------------
2. #include <vcl.h>
3. extern "C" {
4. #include "lua.h"
5. #include "lualib.h"
6. #include "lauxlib.h"
7. }
8.
9. #include <iostream>
10.#pragma hdrstop
11.//---------------------------------------------------------------------------
12.#pragma argsused
13.
14.typedef TWinControl* PWinControl;
15.//创建窗体，输入父窗体（或nil），类型，标题
16.//输出创建后的窗体
17.int newCtrl(lua_State *L)
18.{
19. //input:TWinControl *Parent, type(TForm,TButton,TEdit), text(optional)
20. TWinControl *Parent = NULL;
21. //从userdata中取得TWinControl*
22. if(lua_isuserdata(L,1))
23. Parent = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
24. String Type = UpperCase(luaL_checkstring(L, 2));
25. String Text = lua_tostring(L, 3);
26.
27. TWinControl *R = NULL;
28.
29. if(Type == "FORM")
30. {
31. R = new TForm(Application);
32. }
33. else if(Type == "BUTTON")
34. {
35. R = new TButton(Application);
36. }
37. else if(Type == "EDIT")
38. {
39. R = new TEdit(Application);
40. }
41. else
42. {
43. luaL_error(L, "unknow type!");
44. }
45.
46. if(Parent)
47. R->Parent = Parent;
48.
49. if(!Text.IsEmpty())
50. ::SetWindowText(R->Handle, Text.c_str());
51.
52. //新建userdata，大小为sizeof(PWinControl)，用于存放上面生成的窗体指针
53. PWinControl* pCtrl = (PWinControl*)lua_newuserdata(L,sizeof(PWinControl));
54. *pCtrl = R;
55. return 1;
56.}
57.
58.//显示窗体
59.int showCtrl(lua_State *L)
60.{
61. //input: TWinControl*, for TForm, use ShowModal
62. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
63. TForm *fm = dynamic_cast<TForm*>(Ctrl);
64. if(fm)
65. fm->ShowModal();
66. else
67. Ctrl->Show();
68. return 0;
69.}
70.
71.//定位窗体，输入窗体，左，上，右，下
72.int posCtrl(lua_State *L)
73.{
74. //input: TWinControl*, Left, Top, Right, Bottom
75. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
76. Ctrl->BoundsRect = TRect(
77. luaL_checkint(L, 2),
78. luaL_checkint(L, 3),
79. luaL_checkint(L, 4),
80. luaL_checkint(L, 5));
81.
82. return 0;
83.}
84.
85.//删除窗体
86.int delCtrl(lua_State *L)
87.{
88. //input: TWinControl*
89. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
90. delete Ctrl;
91. return 0;
92.}
93.
94.//把这些函数作为VCL函数库提供给Lua
95.static const struct luaL_reg lib_VCL [] = {
96. {"new", newCtrl},
97. {"del", delCtrl},
98. {"pos", posCtrl},
99. {"show", showCtrl},
100. {NULL, NULL}
101. };
102.
103. int luaopen_VCL (lua_State *L) {
104. luaL_register(L, "VCL", lib_VCL);
105. return 1;
106. }
107.
108. int main(int argc, char* argv[])
109. {
110. char* szLua_code=
111. "fm = VCL.new(nil,'Form','Lua Demo'); " //新建主窗体fm
112. "VCL.pos(fm, 200, 200, 500, 300); " //定位
113. "edt = VCL.new(fm, 'Edit', 'Hello World'); " //在fm上建立一个编辑框edt
114. "VCL.pos(edt, 5, 5, 280, 28); "
115. "btn = VCL.new(fm, 'Button', 'Haha'); " //在fm上建立一个按钮btn
116. "VCL.pos(btn, 100, 40, 150, 63); "
117. "VCL.show(edt); "
118. "VCL.show(btn); "
119. "VCL.show(fm); " //显示
120. "VCL.del(fm);"; //删除
121.
122. lua_State *L = luaL_newstate();
123. luaL_openlibs(L);
124. luaopen_VCL(L);
125.
126. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
127. if(err)
128. {
129. std::cerr << lua_tostring(L, -1);
130. lua_pop(L, 1);
131. }
132.
133. lua_close(L);
134. return 0;
135. }
136. //---------------------------------------------------------------------------
使用metatable提供面向对象调用方式
上面的VCL代码库为Lua提供了GUI的支持，但是看那些Lua代码，还处于面向过程时期。如何能把VCL.show(edt)之类的代码改成edt: show()这样的形式呢?还是先看代码：
1. //---------------------------------------------------------------------------
2. #include <vcl.h>
3. extern "C" {
4. #include "lua.h"
5. #include "lualib.h"
6. #include "lauxlib.h"
7. }
8.
9. #include <iostream>
10.#pragma hdrstop
11.//---------------------------------------------------------------------------
12.#pragma argsused
13.
14.typedef TWinControl* PWinControl;
15.//创建窗体，输入父窗体（或nil），类型，标题
16.//输出创建后的窗体
17.int newCtrl(lua_State *L)
18.{
19. //input:TWinControl *Parent, type(TForm,TButton,TEdit), text(optional)
20. TWinControl *Parent = NULL;
21.
22. if(lua_isuserdata(L,1))
23. Parent = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
24. String Type = UpperCase(luaL_checkstring(L, 2));
25. String Text = lua_tostring(L, 3);
26.
27. TWinControl *R = NULL;
28.
29. if(Type == "FORM")
30. R = new TForm(Application);
31. else if(Type == "BUTTON")
32. R = new TButton(Application);
33. else if(Type == "EDIT")
34. R = new TEdit(Application);
35. else
36. luaL_error(L, "unknow type!");
37.
38. if(Parent)
39. R->Parent = Parent;
40.
41. if(!Text.IsEmpty())
42. ::SetWindowText(R->Handle, Text.c_str());
43.
44. //output TWinControl*
45. PWinControl* pCtrl = (PWinControl*)lua_newuserdata(L,sizeof(PWinControl));
46. *pCtrl = R;
47. //关联metatable
48. luaL_getmetatable(L, "My_VCL");
49. lua_setmetatable(L, -2);
50. return 1;
51.}
52.
53.//显示窗体
54.int showCtrl(lua_State *L)
55.{
56. //input: TWinControl*, for TForm, use ShowModal
57. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
58. TForm *fm = dynamic_cast<TForm*>(Ctrl);
59. if(fm)
60. fm->ShowModal();
61. else
62. Ctrl->Show();
63. return 0;
64.}
65.
66.//定位窗体，输入窗体，左，上，右，下
67.int posCtrl(lua_State *L)
68.{
69. //input: TWinControl*, Left, Top, Right, Bottom
70. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
71. Ctrl->BoundsRect = TRect(
72. luaL_checkint(L, 2),
73. luaL_checkint(L, 3),
74. luaL_checkint(L, 4),
75. luaL_checkint(L, 5));
76.
77. return 0;
78.}
79.
80.//删除窗体
81.int delCtrl(lua_State *L)
82.{
83. //input: TWinControl*
84. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
85. delete Ctrl;
86. return 0;
87.}
88.
89.//把这些函数作为VCL函数库提供给Lua
90.static const struct luaL_reg lib_VCL [] = {
91. {"new", newCtrl},
92. {"del", delCtrl},
93. {"pos", posCtrl},
94. {"show", showCtrl},
95. {NULL, NULL}
96.};
97.
98.int luaopen_VCL (lua_State *L) {
99. //建立metatable
100. luaL_newmetatable(L, "My_VCL");
101.
102. //查找索引，把它指向metatable自身（因为稍后我们会在metatable里加入一些成员）
103. lua_pushvalue(L, -1);
104. lua_setfield(L,-2,"__index");
105.
106. //pos方法
107. lua_pushcfunction(L, posCtrl);
108. lua_setfield(L,-2,"pos");
109.
110. //show方法
111. lua_pushcfunction(L, showCtrl);
112. lua_setfield(L,-2,"show");
113.
114. //析构，如果表里有__gc,Lua的垃圾回收机制会调用它。
115. lua_pushcfunction(L, delCtrl);
116. lua_setfield(L,-2,"__gc");
117.
118. luaL_register(L, "VCL", lib_VCL);
119. return 1;
120. }
121.
122. int main(int argc, char* argv[])
123. {
124. char* szLua_code=
125. "local fm = VCL.new(nil,'Form','Lua Demo'); " //新建主窗体fm
126. "fm:pos(200, 200, 500, 300); " //定位
127. "local edt = VCL.new(fm, 'Edit', 'Hello World'); " //在fm上建立一个编辑框edt
128. "edt:pos(5, 5, 280, 28); "
129. "local btn = VCL.new(fm, 'Button', 'Haha'); " //在fm上建立一个按钮btn
130. "btn:pos(100, 40, 150, 63); "
131. "edt:show(); "
132. "btn:show(); "
133. "fm:show(); "; //显示
134. //"VCL.del(fm);"; //不再需要删除了，Lua的垃圾回收在回收userdata地会调用metatable.__gc。
135.
136. lua_State *L = luaL_newstate();
137. luaL_openlibs(L);
138. luaopen_VCL(L);
139.
140. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
141. if(err)
142. {
143. std::cerr << lua_tostring(L, -1);
144. lua_pop(L, 1);
145. }
146.
147. lua_close(L);
148. return 0;
149. }
150. //---------------------------------------------------------------------------
我们这儿用到的辅助函数有：
int luaL_newmetatable (lua_State *L, const char *tname);
创建一个新表（用于metatable），将新表放到栈顶并在注册表中建立一个类型名与之联系。
void luaL_getmetatable (lua_State *L, const char *tname);
获取注册表中tname对应的metatable。
int lua_setmetatable (lua_State *L, int objindex);
把一个table弹出堆栈，并将其设为给定索引处的值的 metatable。
void *luaL_checkudata (lua_State *L, int index, const char *tname);
检查在栈中指定位置的对象是否为带有给定名字的metatable的userdata。
我们只改动了luaopen_VCL和newCtrl函数。
在luaopen_VCL里，我们建立了一个metatable,然后让它的__index成员指向自身，并加入了pos,show函数成员和__gc函 数成员。
在newCtrl里，我们把luaopen_VCL里建立的metatable和新建的userdata关联，于是:
· 对userdata的索引操作就会转向metatable.__index
· 因为metatable.__index是metatable自身，所以就在这个metatable里查找
· 这样，对userdata的pos、show索引转到metatable里的pos和show上，它们指向的是我们的C函数posCtrl和 posShow。
· 最后，当Lua回收这些userdata前，会调用metatable.__gc（如果有的话），我们已经把metatable.__gc指向了C函数 delCtrl。
加入metatable后，我们还得到了额外的好处：可以区分不同的userdata以保证类型安全，我们把所以的lua_touserdata改成了luaL_checkudata。
关于metatable的知识已超出本文讨论范围，请参考Lua官方手册。
在C++中使用Lua(三)
http://www.cppprog.com/2009/0211/64.html
例六，使用C++包装类
尽管用Lua的C API已经可以方便地写出与Lua交互的程序了，不过对于用惯C++的人来说还是更愿意用C++的方式来解决问题。于是开源社区就出现了不少Lua C API的C++的wrap，比如：LuaBind,LuaPlus,toLua
这里介绍的是LuaBind库，下载
它在Windows下貌似只能支持MSVC和ICC，好在Lua可以支持动态库的载入，所以用VC+LuaBind写Lua库，再用C++Builder调用也是个好主意。
在VC使用LuaBind的方法是把LuaBind的src目录下的cpp文件加入工程（当然也可以先编译成静态库），加入Lua库，设置LuaBind,Lua和Boost的头文件路径。
头文件:
1. //Lua头文件
2. extern "C"
3. {
4. #include <lua.h>
5. #include <lualib.h>
6. #include <lauxlib.h>
7. }
8. //LuaBind头文件
9. #include <luabind/luabind.hpp>
在C++中调用Lua函数
调用Lua函数那是最简单不过的事情了，用LuaBind的call_function()模板函数就可以了：
1. int main(
2. // 建立新的Lua环境
3. lua_State *myLuaState = luaL_newstate();
4.
5. // 让LuaBind“认识”这个Lua环境
6. luabind::open(myLuaState);
7.
8. // 定义一个叫add的Lua函数
9. luaL_dostring(
10. myLuaState,
11. "function add(first, second) "
12. " return first + second "
13. "end "
14. );
15.
16. //调用add函数
17. cout << "Result: "
18. << luabind::call_function<int>(myLuaState, "add", 2, 3)
19. << endl;
20.
21. lua_close(myLuaState);
22.}
在本例中我们先使用Lua C API产生一个Lua线程环境，然后调用luabind::open()让LuaBind关联这个线程环境，在使用LuaBind之前这步是必须做的，它要在Lua环境中注册一些LuaBind专用的数据。
在执行完Lua代码之后，我们使用luabind::call_function<int>调用了Lua里的add函数，返回值是int。
在Lua代码中调用C++函数
从前面的文章里我们知道在Lua调用C函数需要经常操作栈，而LuaBind帮我们做了这些工作，下面的例子把print_hello函数送给Lua脚本调用：
1. void print_hello(int number) {
2. cout << "hello world " << number << endl;
3. }
4.
5. int main(
6. // 建立新的Lua环境
7. lua_State *myLuaState = lua_open();
8.
9. // 让LuaBind“认识”这个Lua环境
10. luabind::open(myLuaState);
11.
12. // 添加print_hello函数到Lua环境中
13. luabind::module(myLuaState) [
14. luabind::def("print_hello", print_hello)
15. ];
16.
17. // 现在Lua中可以调用print_hello了
18. luaL_dostring(
19. myLuaState,
20. "print_hello(123) "
21. );
22.
23. lua_close(myLuaState);
24.}
向Lua环境加入函数或其它东东的方法是：
luabind::module(lua_State* L, char const* name = 0) [
...
];
其中module函数中的第二个指定要加入的东东所处的名空间（其实就是table），如果为0，则处于全局域之下。
在中括号里的luabind::def把print_hello函数提供给Lua环境，第一个参数是Lua中使用的函数名。
如果要定义多个函数，可以使用逗号分隔。
在Lua代码中使用C++类
如果我们直接使用Lua C API向Lua脚本注册一个C++类，一般是使用userdata+metatable的方法，就象我们在例五中做的一样。这样做尽管难度不大，却非常繁琐而且不方便维护。
使用LuaBind我们就可以更方便地向Lua脚本注册C++类了，例：
1. class NumberPrinter {
2. public:
3. NumberPrinter(int number) :
4. m_number(number) {}
5.
6. void print() {
7. cout << m_number << endl;
8. }
9.
10. private:
11. int m_number;
12.};
13.
14.int main() {
15. lua_State *myLuaState = lua_open();
16. luabind::open(myLuaState);
17.
18. // 使用LuaBind导出NumberPrinter类
19. luabind::module(myLuaState) [
20. luabind::class_<NumberPrinter>("NumberPrinter")
21. .def(luabind::constructor<int>())
22. .def("print", &NumberPrinter::print)
23. ];
24.
25. // 现在Lua中可以使用NumberPinter类了
26. luaL_dostring(
27. myLuaState,
28. "Print2000 = NumberPrinter(2000) "
29. "Print2000:print() "
30. );
31.
32. lua_close(myLuaState);
33.}
为了注册一个类,LuaBind提供了class_类。它有一个重载过的成员函数 def() 。这个函数被用来注册类的成员函数、操作符、构造器、枚举和属性。
它将返回this指针，这样我们就可以方便地直接注册更多的成员。
属性
LuaBind 也可以导出类成员变量：
1. template<typename T>
2. struct Point {
3. Point(T X, T Y) :
4. X(X), Y(Y) {}
5.
6. T X, Y;
7. };
8.
9. template<typename T>
10.struct Box {
11. Box(Point<T> UpperLeft, Point<T> LowerRight) :
12. UpperLeft(UpperLeft), LowerRight(LowerRight) {}
13.
14. Point<T> UpperLeft, LowerRight;
15.};
16.
17.int main() {
18. lua_State *myLuaState = lua_open();
19. luabind::open(myLuaState);
20.
21. // 使用LuaBind导出Point<float>类和Box<float>类
22. luabind::module(myLuaState) [
23. luabind::class_<Point<float> >("Point")
24. .def(luabind::constructor<float, float>())
25. .def_readwrite("X", &Point<float>::X)
26. .def_readwrite("Y", &Point<float>::Y),
27.
28. luabind::class_<Box<float> >("Box")
29. .def(luabind::constructor<Point<float>, Point<float> >())
30. .def_readwrite("UpperLeft", &Box<float>::UpperLeft)
31. .def_readwrite("LowerRight", &Box<float>::LowerRight)
32. ];
33.
34. // 现在Lua中可以使用为些类了
35. luaL_dostring(
36. myLuaState,
37. "MyBox = Box(Point(10, 20), Point(30, 40)) "
38. "MyBox.UpperLeft.X = MyBox.LowerRight.Y "
39. );
40.
41. lua_close(myLuaState);
42.}
本例中使用def_readwrite定义类成员，我们也可以用def_readonly把类成员定义成只读。
LuaBind还可以把C++类导出成支持getter和setter的属性的Lua类：
1. struct ResourceManager {
2. ResourceManager() :
3. m_ResourceCount(0) {}
4.
5. void loadResource(const string &sFilename) {
6. ++m_ResourceCount;
7. }
8. size_t getResourceCount() const {
9. return m_ResourceCount;
10. }
11.
12. size_t m_ResourceCount;
13.};
14.
15.int main() {
16. lua_State *myLuaState = lua_open();
17. luabind::open(myLuaState);
18.
19. // 导出类，在Lua中调用ResourceCount属性会调用C++中的ResourceManager::getResourceCount
20. // 属性定义有点象C++Builder里的__property定义，呵呵
21. luabind::module(myLuaState) [
22. luabind::class_<ResourceManager>("ResourceManager")
23. .def("loadResource", &ResourceManager::loadResource)
24. .property("ResourceCount", &ResourceManager::getResourceCount)
25. ];
26.
27. try {
28. ResourceManager MyResourceManager;
29.
30. // 把MyResourceManager定义成Lua的全局变量
31. luabind::globals(myLuaState)["MyResourceManager"] = &MyResourceManager;
32.
33. // 调用
34. luaL_dostring(
35. myLuaState,
36. "MyResourceManager:loadResource(\"abc.res\") "
37. "MyResourceManager:loadResource(\"xyz.res\") "
38. " "
39. "ResourceCount = MyResourceManager.ResourceCount "
40. );
41.
42. // 读出全局变量
43. size_t ResourceCount = luabind::object_cast<size_t>(
44. luabind::globals(myLuaState)["ResourceCount"]
45. );
46. cout << ResourceCount << endl;
47. }
48. catch(const std::exception &TheError) {
49. cerr << TheError.what() << endl;
50. }
51.
52. lua_close(myLuaState);
53.}
附: Lua语法简介
1.语法约定
Lua语句用分号结尾，不过如果不写分号，Lua也会自己判断如何区分每条语句
如:
a=1 b=a*2 --这样写没有问题，但不太好看。
建议一行里有多个语句时用分号隔开
变量名、函数名之类的命名规则与C语言一样：由字母，下划线和数字组成，但第一个字符不能是数字。并且不能和Lua的保留字相同。
Lua是大小写敏感的
使用两个减号--作为单行注释符，多行注释使用--[[...--]]
2.类型
Lua是动态类型语言，变量不要类型定义。Lua中有8个基本类型分别为：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread和table。
同一变量可以随时改变它的类型，如：
1. a = 10 --number
2. a = "hello" --string
3. a = false --boolean
4. a = {10,"hello",false} --table
5. a = print --function
使用type函数可以得到变量当前的类型，如print(type(a));
nil 所有没有被赋值过的变量默认值为nil，给变量赋nil可以收回变量的空间。
boolean 取值false和true。但要注意Lua中所有的值都可以作为条件。在控制结构的条件中除了false和nil为假，其他值都为真。所以Lua认为0和空串都是真。（注意，和C不一样哦）
number 表示实数，Lua中没有整数。不用担心实数引起的误差，Lua的numbers可以处理任何长整数。
string 字符串，Lua中的字符串可以存放任何包括0在内的二进制数据。可以使用单引号或双引号表示字符串，和C一样使用\作为转义符。也可以使用或 [[...]]表示字符串，它可以表示多行，而且不解释转义符(也可以是[=[...]=]、[==[]==]、...用于适应各种类型字符串)。另外要注意的是Lua中字符串是不可以修改的。
function 函数，Lua中的函数也可以存储到变量中，可以作为其它函数的参数，可以作为函数的返回值。
table 表，表是Lua特有的功能强大的东东，它是Lua中唯一的一种数据结构，它可以用来描述数组，结构，map的功能。
userdata userdata类型用来将任意C语言数据保存在Lua变量中。例如：用标准I/O库来描述文件。
thread 线程。由coroutine表创建的一种数据类型，可以实现多线程协同操作。
3.表达式
算术运行符: 加+、减-、乘*、除/、幂^
关系运算符：小于<、大于>、小于等于<=、大于等于>=、等于==、不等~=
逻辑运算符：与and、或or、非not
and和or的运算结果返回值是其中的操作数：
a and b -- 如果a为false，则返回a，否则返回b
a or b -- 如果a为true，则返回a，否则返回b
所以C中的三元运算符a?b:c在Lua中可以这样写:(a and b) or c
连接运算符：连续两个小数点..，如：
"hello" .. "world" 结果是 "helloworld"
0 .. 1 结果是 "01"，当在一个数字后面写..时，必须加上空格以防止被解释错。
取长度操作符：一元操作 #
字符串的长度是它的字节数，table 的长度被定义成一个整数下标 n，它满足 t
不是 nil 而 t[n+1] 为nil。
4.基本语法
赋值
a = a + 1
Lua里的赋值还可以同时给多个变量赋值。变量列表和值列表的各个元素用逗号分开，赋值语句右边的值会依次赋给左边的变量。如:
a, b = 10, 2*x --相当于a=10; b=2*x
x, y = y, x --交换x和y
如果赋值符左右个数不同时，Lua会自动丢弃多余值或以nil补足
局部变量
local i = 10
使用local声明局部变量，局部变量只在所在的代码块内有效。
如果不声明，默认为全局变量，这个变量在所有Lua环境中有效。
代码块是指一个控制结构内，一个函数体，或者一个chunk（变量被声明的那个文件或者文本串），也可以直接使用do...end（相当于C中的{}）。
条件
1. if 条件 then
2. then-part
3. elseif 条件n then
4. elseif-part
5. .. --->多个elseif
6. else
7. else-part
8. end;
循环
Lua中的循环有：while循环,repeat-until循环,for循环和for in循环。
循环中可以用break跳出，Lua语法要求break和return只能是代码块的最后一句（放心，正常的代码都是满足这个要求的，break和 reuturn后面即使有代码也是执行不到的，再说了，大不了自己加个do...end好了^_^）
如：
1. local i = 1
2. while a[i] do
3. if a[i] == v then break end
4. i = i + 1
5. end
while循环
1. while condition do
2. statements;
3. end;
repeat-until循环：
1. repeat
2. statements;
3. until conditions;
for循环
1. for var=exp1,exp2,exp3 do
2. loop-part
3. end
for将用exp3作为step从exp1（初始值）到exp2（终止值），执行loop-part。其中exp3可以省略，默认step=1
for in循环
1. for 变量 in 集合 do
2. loop-part
3. end
实际上，
for var_1, ..., var_n in explist do block end
等价于
1. do
2. local _f, _s, _var = explist
3. while true do
4. local var_1, ... , var_n = _f(_s, _var)
5. _var = var_1
6. if _var == nil then break end
7. block
8. end
9. end
如：
1. a = {"windows","macos","linux",n=3}
2. for k,v in pairs(a) do print(k,v) end
5.函数
1. function 函数名 (参数列表)
2. statements-list;
3. end;
函数也可以一次返回多个值，如：
1. function foo() return 'a','b','c'; end
2. a,b,c = foo()
在Lua中还可以直接定义匿名函数，如
print((function() return 'a','b','c' end)())
Lua与其它脚本语言相比，其突出优势在于：
1. 可扩展性。Lua的扩展性非常卓越，以至于很多人把Lua用作搭建领域语言的工具（注：比如游戏脚本）。Lua被设计为易于扩展的，可以通过Lua代码或者 C代码扩展，Lua的很多功能都是通过外部库来扩展的。Lua很容易与C/C++、java、fortran、Smalltalk、Ada，以及其他语言接口。
2. 简单。Lua本身简单，小巧；内容少但功能强大，这使得Lua易于学习，很容易实现一些小的应用。他的完全发布版（代码、手册以及某些平台的二进制文件）仅用一张软盘就可以装得下。
3. 高效率。Lua有很高的执行效率，统计表明Lua是目前平均效率最高的脚本语言。
4. 与平台无关。Lua几乎可以运行在所有我们听说过的系统上，如NextStep、OS/2、PlayStation II (Sony)、Mac OS-9、OS X、BeOS、MS-DOS、IBM mainframes、EPOC、PalmOS、MCF5206eLITE Evaluation Board、RISC OS，及所有的Windows和Unix。Lua不是通过使用条件编译实现平台无关，而是完全使用ANSI (ISO)
C，这意味着只要你有ANSI C编译器你就可以编译并使用Lua。
要在C++中使用Lua非常简单，不管是GCC,VC还是C++Builder, 最简单的方法就是把Lua源码中除lua.c，luac.c和print.c以外的所有c文件与你的代码一起编译链接（或加入到工程中）即可。
当然，为了方便维护，最好还是先把Lua编译成库文件再加入工程。方法如下：
GCC
直接在Lua所在目录下make [环境]
这里的[环境]可以是：aix ansi bsd freebsd generic linux macosx mingw posix solaris
如果你的环境不在这个列表中，你可以试试ansi或posix。
VC
在命令行环境下进入Lua所在目录，执行etc\luavs.bat编译。
C++Builder
请看我的Blog，如何在C++Builder里编译Lua
头文件
因为Lua是用C语言写的，除非编译lua库时指定编译器强制以C++方式编译，否则在C++工程中应该这样包含lua头文件：
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
例一，简单运行Lua代码
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6.
7. #include <iostream>
8. #include <string>
9. using namespace std;
10.
11.int main()
12.{
13. lua_State *L = lua_open(); //初始化lua
14. luaL_openlibs(L); //载入所有lua标准库
15.
16. string s;
17. while(getline(cin,s)) //从cin中读入一行到s
18. {
19. //载入s里的lua代码后执行
20. bool err = luaL_loadbuffer(L, s.c_str(), s.length(),
21. "line") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
22. if(err)
23. {
24. //如果错误，显示
25. cerr << lua_tostring(L, -1);
26. //弹出错误信息所在的最上层栈
27. lua_pop(L, 1);
28. }
29. }
30.
31. lua_close(L);//关闭
32. return 0;
33.}
这已经是一个功能完备的交互方式Lua解释器了。
输入print "hello world"
输出hello world
输入for i=1,10 do print(i) end
输出从1到10
要调用Lua，首先要使用lua_open(对于5.0以后版本的Lua,建议使用luaL_newstate代替)产生一个lua_State，在使用完后调用lua_close关闭。
所有Lua与C之间交换的数据都是通过Lua中的栈来中转的。
在本例中：
luaL_loadbuffer的功能是载入并编译内存中的一段Lua代码，然后作为一个代码块(称为chunk)压入栈中，其中的最后一个参数作为代码块的名称用于调试。和它功能类似的还有luaL_loadfile（载入文件）,luaL_loadstring（载入字符串，本例中也可用它代替luaL_loadbuffer）。它们有一个相同的前缀：luaL_，为了简化编程，Lua
C API将库中的核心函数包装后作为辅助函数提供一些常用功能，它们的形式都是luaL_*，如这里的三个luaL_load*都调用了lua_load。
lua_pcall从栈顶取得函数并执行，如果出错，则返回一个非0值并把错误信息压入栈顶。关于它的更详细信息会在“例三，在C++中调用Lua子函数”中介绍。
如果宿主程序检测到错误，就用lua_tostring从栈顶取得错误信息转成字符串输出，然后弹出这个错误信息。
lua_tostring里的第二个参数指定要操作的数据处于栈的哪个位置，因为所有的数据只能通过栈来交换，所以很多Lua的C API都会要求指定栈的位置。1表示在栈中的第一个元素（也就是第一个被压入栈的），下一个索引是2，以此类推。我们也可以用栈顶作为参照来存取元素，使用负数：-1指出栈顶元素（也就是最后被压入的），-2指出它的前一个元素，以此类推。
例二，与Lua交换数据
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6.
7. #include <iostream>
8. #include <string>
9. using namespace std;
10.
11.int main()
12.{
13. //Lua示例代码
14. char *szLua_code =
15. "r = string.gsub(c_Str, c_Mode, c_Tag) --宿主给的变量 "
16. "u = string.upper(r)";
17. //Lua的字符串模式
18. char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
19. //要处理的字符串
20. char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
21. //目标字符串模式
22. char *szTag = "<%1>%2</%1>";
23.
24. lua_State *L = luaL_newstate();
25. luaL_openlibs(L);
26.
27. //把一个数据送给Lua
28. lua_pushstring(L, szMode);
29. lua_setglobal(L, "c_Mode");
30. lua_pushstring(L, szTag);
31. lua_setglobal(L, "c_Tag");
32. lua_pushstring(L, szStr);
33. lua_setglobal(L, "c_Str");
34.
35. //执行
36. bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
37. "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
38. if(err)
39. {
40. //如果错误，显示
41. cerr << lua_tostring(L, -1);
42. //弹出栈顶的这个错误信息
43. lua_pop(L, 1);
44. }
45. else
46. {
47. //Lua执行后取得全局变量的值
48. lua_getglobal(L, "r");
49. cout << "r = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
50. lua_pop(L, 1);
51.
52. lua_getglobal(L, "u");
53. cout << "u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
54. lua_pop(L, 1);
55. }
56. lua_close(L);
57. return 0;
58.}
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
1. ...
2. int main()
3. {
4. //Lua示例代码，使用table
5. char *szLua_code =
6. "x = {} --用于存放结果的table "
7. "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 "
8. "x.u = string.upper(x[1])";
9. //Lua的字符串模式
10. char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
11. //要处理的字符串
12. char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
13. //目标字符串模式
14. char *szTag = "<%1>%2</%1>";
15.
16. lua_State *L = luaL_newstate();
17. luaL_openlibs(L);
18.
19. //把一个tabele送给Lua
20. lua_newtable(L); //新建一个table并压入栈顶
21. lua_pushstring(L, "Mode");// key
22. lua_pushstring(L, szMode);// value
23. //设置newtable[Mode]=szMode
24. //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
25. lua_settable(L, -3);
26. //lua_settable会自己弹出上面压入的key和value
27.
28. lua_pushstring(L, "Tag");// key
29. lua_pushstring(L, szTag);// value
30. lua_settable(L, -3); //设置newtable[Tag]=szTag
31.
32. lua_pushstring(L, "Str");// key
33. lua_pushstring(L, szStr);// value
34. lua_settable(L, -3); //设置newtable[Str]=szStr
35.
36. lua_setglobal(L,"c"); //将栈顶元素（newtable）置为Lua中的全局变量c
37.
38. //执行
39. bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
40. "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
41. if(err)
42. {
43. //如果错误，显示
44. cerr << lua_tostring(L, -1);
45. //弹出栈顶的这个错误信息
46. lua_pop(L, 1);
47. }
48. else
49. {
50. //Lua执行后取得全局变量的值
51. lua_getglobal(L, "x");
52.
53. //这个x应该是个table
54. if(lua_istable(L,-1))
55. {
56. //取得x.u,即x["u"]
57. lua_pushstring(L,"u"); //key
58. //由于这次压栈，x处于栈顶第二位置
59. lua_gettable(L,-2);
60. //lua_gettable会弹出上面压入的key，然后把对应的value压入
61. //取得数据，然后从栈中弹出这个value
62. cout << "x.u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
63. lua_pop(L, 1);
64.
65. //取得x[1]和x[2]
66. for(int i=1; i<=2; i++)
67. {
68. //除了key是数字外，与上面的没什么区别
69. lua_pushnumber(L,i);
70. lua_gettable(L,-2);
71. cout << "x[" << i <<"] = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
72. lua_pop(L, 1);
73. }
74. }
75.
76. //弹出栈顶的x
77. lua_pop(L, 1);
78. }
79. lua_close(L);
80. return 0;
81.}
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
例三，在C++中调用Lua子函数
在Lua中，函数和boolean一样也属于基本数据类型，所以同样可以使用lua_getglobal来取得函数，剩下的问题只是怎样执行它（函数元素）的问题了。
1. ...
2. int main()
3. {
4. //Lua示例代码，是一个函数
5. char *szLua_code =
6. "function gsub(Str, Mode, Tag)"
7. " a,b = string.gsub(Str, Mode, Tag) "
8. " c = string.upper(a) "
9. " return a,b,c --多个返回值 "
10. "end";
11. //Lua的字符串模式
12. char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
13. //要处理的字符串
14. char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
15. //目标字符串模式
16. char *szTag = "<%1>%2</%1>";
17.
18. lua_State *L = luaL_newstate();
19. luaL_openlibs(L);
20.
21. //执行
22. bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
23. "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
24. if(err)
25. {
26. cerr << lua_tostring(L, -1);
27. lua_pop(L, 1);
28. }
29. else
30. {
31. //Lua执行后取得全局变量的值
32. lua_getglobal(L, "gsub");
33. if(lua_isfunction(L,-1)) //确认一下是个函数
34. {
35. //依次放入三个参数
36. lua_pushstring(L,szStr);
37. lua_pushstring(L,szMode);
38. lua_pushstring(L,szTag);
39. //调用,我们有3个参数，要得到2个结果
40. //你可能注意到gsub函数返回了3个，不过我们只要2个，这没有问题
41. //没有使用错误处理回调，所以lua_pcall最后一个参数是0
42. if(0 != lua_pcall(L, 3, 2, 0))
43. {
44. //如果错误，显示
45. cerr << lua_tostring(L, -1);
46. lua_pop(L, 1);
47. }
48. else
49. {
50. //正确，得到两个结果，注意在栈里的顺序
51. cout << "a = " << lua_tostring(L, -2) << endl;
52. cout << "b = " << lua_tostring(L, -1) << endl;
53. //弹出这两个结果
54. lua_pop(L, 2);
55. }
56. }
57. else
58. {
59. lua_pop(L,1);
60. }
61. }
62. lua_close(L);
63. return 0;
64.}
调用Lua子函数使用的是lua_pcall函数，我们的所有例子中都有这个函数，它的说明如下:
lua_pcall (lua_State *L, int nargs, int nresults, int errfunc);
作用：以保护模式调用一个函数。
要调用一个函数请遵循以下协议：首先，要调用的函数应该被压入堆栈；接着，把需要传递给这个函数的参数按正序压栈；这是指第一个参数首先压栈。最后调用lua_pcall；
nargs 是你压入堆栈的参数个数。当函数调用完毕后，所有的参数以及函数本身都会出栈。而函数的返回值这时则被压入堆栈。返回值的个数将被调整为 nresults 个，除非 nresults 被设置成 LUA_MULTRET。在这种情况下，所有的返回值都被压入堆栈中。 Lua 会保证返回值都放入栈空间中。函数返回值将按正序压栈（第一个返回值首先压栈），因此在调用结束后，最后一个返回值将被放在栈顶。
如果有错误发生的话， lua_pcall 会捕获它，然后把单一的值（错误信息）压入堆栈，然后返回错误码。lua_pcall 总是把函数本身和它的参数从栈上移除。
如果 errfunc 是 0 ，返回在栈顶的错误信息就和原始错误信息完全一致。否则，这个函数会被调用而参数就是错误信息。错误处理函数的返回值将被 lua_pcall 作为出错信息返回在堆栈上。
闭包和伪索引
http://www.cppprog.com/2009/0210/63.html
例四，在Lua代码中调用C++函数
能Lua代码中调用C函数对Lua来说至关重要，让Lua能真正站到C这个巨人的肩膀上。
要写一个能让Lua调用的C函数，就要符合lua_CFunction定义：typedef int (*lua_CFunction)
(lua_State *L);
当Lua调用C函数的时候，同样使用栈来交互。C函数从栈中获取她的参数，调用结束后将结果放到栈中，并返回放到栈中的结果个数。
这儿有一个重要的概念：用来交互的栈不是全局栈，每一个函数都有他自己的私有栈。当Lua调用C函数的时候，第一个参数总是在这个私有栈的index=1的位置。
1. ...
2. #include <complex> //复数
3.
4. //C函数，做复数计算，输入实部，虚部。输出绝对值和角度
5. int calcComplex(lua_State *L)
6. {
7. //从栈中读入实部，虚部
8. double r = luaL_checknumber(L,1);
9. double i = luaL_checknumber(L,2);
10. complex<double> c(r,i);
11. //存入绝对值
12. lua_pushnumber(L,abs(c));
13. //存入角度
14. lua_pushnumber(L,arg(c)*180.0/3.14159);
15. return 2;//两个结果
16.}
17.
18.int main()
19.{
20. char *szLua_code =
21. "v,a = CalcComplex(3,4) "
22. "print(v,a)";
23.
24. lua_State *L = luaL_newstate();
25. luaL_openlibs(L);
26.
27. //放入C函数
28. lua_pushcfunction(L, calcComplex);
29. lua_setglobal(L, "CalcComplex");
30.
31. //执行
32. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
33. if(err)
34. {
35. cerr << lua_tostring(L, -1);
36. lua_pop(L, 1);
37. }
38.
39. lua_close(L);
40. return 0;
41.}
结果返回5 53.13...，和其它数据一样，给Lua代码提供C函数也是通过栈来操作的，因为lua_pushcfunction和lua_setglobal的 组合很常用，所以Lua提供了一个宏:
#define lua_register(L,n,f) (lua_pushcfunction(L, (f)), lua_setglobal(L, (n)))
这两句代码也就可写成lua_register(L,"CalcComplex",calcComplex);
闭包(closure)
在编写用于Lua的C函数时，我们可能需要一些类似于面向对象的能力，比如我们想在Lua中使用象这样的一个计数器类:
1. struct CCounter{
2. CCounter()
3. :m_(0){}
4. int count(){
5. return ++i;
6. }
7. private:
8. int m_;
9. };
这里如果我们仅仅使用lua_pushcfunction提供一个count函数已经不能满足要求(使用static? 不行，这样就不能同时使用多个计数器，并且如果程序中有多个Lua环境的话它也不能工作)。
这时我们就需要一种机制让数据与某个函数关联，形成一个整体，这就是Lua中的闭包，而闭包里与函数关联的数据称为UpValue。
使用Lua闭包的方法是定义一个工厂函数，由它来指定UpValue的初值和对应的函数，如：
1. ...
2. //计算函数
3. int count(lua_State *L)
4. {
5. //得到UpValue
6. double m_ = lua_tonumber(L, lua_upvalueindex(1));
7. //更改UpValue
8. lua_pushnumber(L, ++m_);
9. lua_replace(L, lua_upvalueindex(1));
10. //返回结果（直接复制一份UpValue作为结果）
11. lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(1));
12. return 1;
13.}
14.//工厂函数，把一个数字和count函数关联打包后返回闭包。
15.int newCount(lua_State *L)
16.{
17. //计数器初值（即UpValue）
18. lua_pushnumber(L,0);
19. //放入计算函数，告诉它与这个函数相关联的数据个数
20. lua_pushcclosure(L, count, 1);
21. return 1;//一个结果,即函数体
22.}
23.
24.int main()
25.{
26. char *szLua_code =
27. "c1 = NewCount() "
28. "c2 = NewCount() "
29. "for i=1,5 do print(c1()) end "
30. "for i=1,5 do print(c2()) end";
31.
32. lua_State *L = luaL_newstate();
33. luaL_openlibs(L);
34.
35. //放入C函数
36. lua_register(L,"NewCount",newCount);
37.
38. //执行
39. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
40. if(err)
41. {
42. cerr << lua_tostring(L, -1);
43. lua_pop(L, 1);
44. }
45.
46. lua_close(L);
47. return 0;
48.}
执行结果是：
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
可以发现这两个计算器之间没有干扰，我们成功地在Lua中生成了两个“计数器类”。
这里的关键函数是lua_pushcclosure，她的第二个参数是一个基本函数（例子中是count），第三个参数是UpValue的个数（例子中为 1）。在创建新的闭包之前，我们必须将关联数据的初始值入栈，在上面的例子中，我们将数字0作为初始值入栈。如预期的一样， lua_pushcclosure将新的闭包放到栈内，因此闭包作为newCounter的结果被返回。
实际上，我们之前使用的lua_pushcfunction只是lua_pushcclosure的一个特例：没有UpValue的闭包。查看它的声明可 以知道它只是一个宏而已：
#define lua_pushcfunction(L,f) lua_pushcclosure(L, (f), 0)
在count函数中，通过lua_upvalueindex(i)得到当前闭包的UpValue所在的索引位置，查看它的定义可以发现它只是一个简单的 宏：
#define lua_upvalueindex(i) (LUA_GLOBALSINDEX-(i))
宏里的LUA_GLOBALSINDEX是一个伪索引，关于伪索引的知识请看下节
伪索引
伪索引除了它对应的值不在栈中之外，其他都类似于栈中的索引。Lua C API中大部分接受索引作为参数的函数，也都可以接受假索引作为参数。
伪索引被用来访问线程的环境，函数的环境，Lua注册表，还有C函数的UpValue。
· 线程的环境（也就是放全局变量的地方）通常在伪索引 LUA_GLOBALSINDEX 处。
· 正在运行的 C 函数的环境则放在伪索引 LUA_ENVIRONINDEX 之处。
· LUA_REGISTRYINDEX则存放着Lua注册表。
· C函数UpValue的存放位置见上节。
这里要重点讲的是LUA_GLOBALSINDEX和LUA_REGISTRYINDEX，这两个伪索引处的数据是table类型的。
LUA_GLOBALSINDEX位置上的table存放着所有的全局变量，比如这句
lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, varname);
就是取得名为varname的全局变量，我们之前一直使用的lua_getglobal就是这样定义的:#define lua_getglobal(L,s) lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX,
(s))
下面的代码利用LUA_GLOBALSINDEX得到所有的全局变量
1. int main()
2. {
3. char *szLua_code =
4. "a=10 "
5. "b=\"hello\" "
6. "c=true";
7.
8. lua_State *L = luaL_newstate();
9. luaL_openlibs(L);
10.
11. //执行
12. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
13. if(err)
14. {
15. cerr << lua_tostring(L, -1);
16. lua_pop(L, 1);
17. }
18. else
19. {
20. //遍历LUA_GLOBALSINDEX所在的table得到
21. lua_pushnil(L);
22. while(0 != lua_next(L,LUA_GLOBALSINDEX))
23. {
24. // 'key' （在索引 -2 处） 和 'value' （在索引 -1 处）
25. /*
26. 在遍历一张表的时候，不要直接对 key 调用 lua_tolstring ，
27. 除非你知道这个 key 一定是一个字符串。
28. 调用 lua_tolstring 有可能改变给定索引位置的值；
29. 这会对下一次调用 lua_next 造成影响。
30. 所以复制一个key到栈顶先
31. */
32. lua_pushvalue(L, -2);
33. printf("%s - %s ",
34. lua_tostring(L, -1), //key,刚才复制的
35. lua_typename(L, lua_type(L,-2))); //value，现在排在-2的位置了
36. // 移除 'value' 和复制的key；保留源 'key' 做下一次叠代
37. lua_pop(L, 2);
38. }
39. }
40. lua_close(L);
41. return 0;
42.}
LUA_REGISTRYINDEX伪索引处也存放着一个table，它就是Lua注册表(registry)。这个注册表可以用来保存任何C代码想保存 的Lua值。
加入到注册表里的数据相当于全局变量，不过只有C代码可以存取而Lua代码不能。因此用它来存储函数库（在下一节介绍）中的一些公共变量再好不过了。
一个Lua库实际上是一个定义了一系列Lua函数的代码块，并将这些函数保存在适当的地方，通常作为table的域来保存。Lua的C库就是这样实现的。
作为一个完整的库，我们还需要写一个函数来负责把库中的所有公共函数放到table里，然后注册到Lua全局变量里，就像luaopen_*做的一样。 Lua为这种需求提供了辅助函数luaL_register，它接受一个C函数的列表和他们对应的函数名，并且作为一个库在一个table中注册所有这些函数。
下例中注册了一个名为Files的库，定义了三个库函数：FindFirst,FindNext,FindClose。
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6.
7. #include <iostream>
8. #include <string>
9. #include <windows.h>
10.using namespace std;
11.
12.//函数库示例，Windows下查找文件功能
13.//输入:string路径名
14.//输出:userdata存放Handle(如果没找到，则是nil), string文件名
15.int findfirst( lua_State *L )
16.{
17. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
18. HANDLE hFind = ::FindFirstFileA(luaL_checkstring(L,1), &FindFileData);
19.
20. if(INVALID_HANDLE_VALUE == hFind)
21. lua_pushnil(L);
22. else
23. lua_pushlightuserdata(L, hFind);
24.
25. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
26.
27. return 2;
28.}
29.
30.//输入:userdata:findfirst返回的Handle
31.//输出:string：文件名，如果没找到，则返回nil
32.int findnext( lua_State *L )
33.{
34. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
35. if(::FindNextFileA(lua_touserdata(L,1),&FindFileData))
36. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
37. else
38. lua_pushnil(L);
39. return 1;
40.}
41.
42.//输入:userdata:findfirst返回的Handle
43.//没有输出
44.int findclose( lua_State *L )
45.{
46. ::FindClose(lua_touserdata(L,1));
47. return 0;
48.}
49.
50.//注册函数库
51.static const struct luaL_reg lrFiles [] = {
52. {"FindFirst", findfirst},
53. {"FindNext", findnext},
54. {"FindClose", findclose},
55. {NULL, NULL} /* sentinel */
56.};
57.int luaopen_Files (lua_State *L) {
58. luaL_register(L, "Files", lrFiles);
59. return 1;
60.}
61.
62.int main()
63.{
64. char* szLua_code=
65. "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
66. "if hFind then "
67. " repeat "
68. " print(sFile) "
69. " sFile = Files.FindNext(hFind) "
70. " until sFile==nil; "
71. " Files.FindClose(hFind) "
72. "end";
73. lua_State *L = luaL_newstate();
74. luaL_openlibs(L);
75. luaopen_Files(L);
76.
77. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
78. if(err)
79. {
80. cerr << lua_tostring(L, -1);
81. lua_pop(L, 1);
82. }
83. lua_close(L);
84. return 0;
85.}
本例运行结果是显示出C盘根目录下所有的文件名。
Lua官方建议把函数库写进动态链接库中(windows下.dll文件，linux下.so文件)，这样就可以在Lua代码中使用loadlib函数动 态载入函数库
例如，我们把上面的例子改成动态链接库版本：
DLL代码,假定生成的文件名为fileslib.dll：
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6. #include <windows.h>
7.
8. BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule,
9. DWORD ul_reason_for_call,
10. LPVOID lpReserved
11. )
12.{
13. return TRUE;
14.}
15.
16.//函数库示例，Windows下查找文件功能
17.//输入:string路径名
18.//输出:userdata存放Handle(如果没找到，则是nil), string文件名
19.int findfirst( lua_State *L )
20.{
21. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
22. HANDLE hFind = ::FindFirstFileA(luaL_checkstring(L,1), &FindFileData);
23.
24. if(INVALID_HANDLE_VALUE == hFind)
25. lua_pushnil(L);
26. else
27. lua_pushlightuserdata(L, hFind);
28.
29. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
30.
31. return 2;
32.}
33.
34.//输入:userdata:findfirst返回的Handle
35.//输出:string：文件名，如果没找到，则返回nil
36.int findnext( lua_State *L )
37.{
38. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
39. if(::FindNextFileA(lua_touserdata(L,1),&FindFileData))
40. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
41. else
42. lua_pushnil(L);
43. return 1;
44.}
45.
46.//输入:userdata:findfirst返回的Handle
47.//没有输出
48.int findclose( lua_State *L )
49.{
50. ::FindClose(lua_touserdata(L,1));
51. return 0;
52.}
53.
54.//注册函数库
55.static const struct luaL_reg lrFiles [] = {
56. {"FindFirst", findfirst},
57. {"FindNext", findnext},
58. {"FindClose", findclose},
59. {NULL, NULL} /* sentinel */
60.};
61.//导出，注意原型为typedef int (*lua_CFunction) (lua_State *L);
62.extern "C" __declspec(dllexport) int luaopen_Files (lua_State *L) {
63. luaL_register(L, "Files", lrFiles);
64. return 1;
65.}
Lua调用代码（或者直接使用Lua.exe调用，dll文件必须处于package.cpath指定的目录中，默认与执行文件在同一目录即可）：
1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6.
7. #include <iostream>
8. #include <string>
9. #include <windows.h>
10.using namespace std;
11.
12.int main()
13.{
14. char* szLua_code=
15. "fileslib = package.loadlib('fileslib.dll', 'luaopen_Files') "
16. "fileslib() "
17. "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
18. "if hFind then "
19. " repeat "
20. " print(sFile) "
21. " sFile = Files.FindNext(hFind) "
22. " until sFile==nil; "
23. " Files.FindClose(hFind) "
24. "end";
25. lua_State *L = luaL_newstate();
26. luaL_openlibs(L);
27.
28. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
29. if(err)
30. {
31. cerr << lua_tostring(L, -1);
32. lua_pop(L, 1);
33. }
34. lua_close(L);
35. return 0;
36.}
Lua代码里使用package.loadlib得到动态链接库中的luaopen_Files函数，然后调用它注册到Lua中，如果动态链接库中的导出 函数名称满足luaopen_<库名>的话，还可以使用require直接载入。
比如，如果把本例中的DLL代码里的导出函数名luaopen_Files改成luaopen_fileslib的话,Lua代码便可以改成:
1. char* szLua_code=
2. "require('fileslib') "
3. "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
4. ...
例五，与Lua交换自定义数据
由于Lua中的数据类型远不能满足C语言的需要，为此Lua提供了userdata，一个userdata提供了一个在Lua中没有预定义操作的raw内 存区域。
在例四的函数库代码中我们已经使用过lightuserdata，它是userdata的一个特例：一个表示C指针的值（也就是一个void *类型的值）。
下面的例子我们使用userdata来给Lua提供一个窗体类用于建立，显示窗体。为了简化窗体控制代码，在C函数中我们使用了C++Builder的 VCL库，所以下面的代码要在C++Builder下编译才能通过。当然，稍微修改一下也可以使用MFC,QT,wxWidget等来代替。
1. //---------------------------------------------------------------------------
2. #include <vcl.h>
3. extern "C" {
4. #include "lua.h"
5. #include "lualib.h"
6. #include "lauxlib.h"
7. }
8.
9. #include <iostream>
10.#pragma hdrstop
11.//---------------------------------------------------------------------------
12.#pragma argsused
13.
14.typedef TWinControl* PWinControl;
15.//创建窗体，输入父窗体（或nil），类型，标题
16.//输出创建后的窗体
17.int newCtrl(lua_State *L)
18.{
19. //input:TWinControl *Parent, type(TForm,TButton,TEdit), text(optional)
20. TWinControl *Parent = NULL;
21. //从userdata中取得TWinControl*
22. if(lua_isuserdata(L,1))
23. Parent = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
24. String Type = UpperCase(luaL_checkstring(L, 2));
25. String Text = lua_tostring(L, 3);
26.
27. TWinControl *R = NULL;
28.
29. if(Type == "FORM")
30. {
31. R = new TForm(Application);
32. }
33. else if(Type == "BUTTON")
34. {
35. R = new TButton(Application);
36. }
37. else if(Type == "EDIT")
38. {
39. R = new TEdit(Application);
40. }
41. else
42. {
43. luaL_error(L, "unknow type!");
44. }
45.
46. if(Parent)
47. R->Parent = Parent;
48.
49. if(!Text.IsEmpty())
50. ::SetWindowText(R->Handle, Text.c_str());
51.
52. //新建userdata，大小为sizeof(PWinControl)，用于存放上面生成的窗体指针
53. PWinControl* pCtrl = (PWinControl*)lua_newuserdata(L,sizeof(PWinControl));
54. *pCtrl = R;
55. return 1;
56.}
57.
58.//显示窗体
59.int showCtrl(lua_State *L)
60.{
61. //input: TWinControl*, for TForm, use ShowModal
62. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
63. TForm *fm = dynamic_cast<TForm*>(Ctrl);
64. if(fm)
65. fm->ShowModal();
66. else
67. Ctrl->Show();
68. return 0;
69.}
70.
71.//定位窗体，输入窗体，左，上，右，下
72.int posCtrl(lua_State *L)
73.{
74. //input: TWinControl*, Left, Top, Right, Bottom
75. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
76. Ctrl->BoundsRect = TRect(
77. luaL_checkint(L, 2),
78. luaL_checkint(L, 3),
79. luaL_checkint(L, 4),
80. luaL_checkint(L, 5));
81.
82. return 0;
83.}
84.
85.//删除窗体
86.int delCtrl(lua_State *L)
87.{
88. //input: TWinControl*
89. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
90. delete Ctrl;
91. return 0;
92.}
93.
94.//把这些函数作为VCL函数库提供给Lua
95.static const struct luaL_reg lib_VCL [] = {
96. {"new", newCtrl},
97. {"del", delCtrl},
98. {"pos", posCtrl},
99. {"show", showCtrl},
100. {NULL, NULL}
101. };
102.
103. int luaopen_VCL (lua_State *L) {
104. luaL_register(L, "VCL", lib_VCL);
105. return 1;
106. }
107.
108. int main(int argc, char* argv[])
109. {
110. char* szLua_code=
111. "fm = VCL.new(nil,'Form','Lua Demo'); " //新建主窗体fm
112. "VCL.pos(fm, 200, 200, 500, 300); " //定位
113. "edt = VCL.new(fm, 'Edit', 'Hello World'); " //在fm上建立一个编辑框edt
114. "VCL.pos(edt, 5, 5, 280, 28); "
115. "btn = VCL.new(fm, 'Button', 'Haha'); " //在fm上建立一个按钮btn
116. "VCL.pos(btn, 100, 40, 150, 63); "
117. "VCL.show(edt); "
118. "VCL.show(btn); "
119. "VCL.show(fm); " //显示
120. "VCL.del(fm);"; //删除
121.
122. lua_State *L = luaL_newstate();
123. luaL_openlibs(L);
124. luaopen_VCL(L);
125.
126. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
127. if(err)
128. {
129. std::cerr << lua_tostring(L, -1);
130. lua_pop(L, 1);
131. }
132.
133. lua_close(L);
134. return 0;
135. }
136. //---------------------------------------------------------------------------
使用metatable提供面向对象调用方式
上面的VCL代码库为Lua提供了GUI的支持，但是看那些Lua代码，还处于面向过程时期。如何能把VCL.show(edt)之类的代码改成edt: show()这样的形式呢?还是先看代码：
1. //---------------------------------------------------------------------------
2. #include <vcl.h>
3. extern "C" {
4. #include "lua.h"
5. #include "lualib.h"
6. #include "lauxlib.h"
7. }
8.
9. #include <iostream>
10.#pragma hdrstop
11.//---------------------------------------------------------------------------
12.#pragma argsused
13.
14.typedef TWinControl* PWinControl;
15.//创建窗体，输入父窗体（或nil），类型，标题
16.//输出创建后的窗体
17.int newCtrl(lua_State *L)
18.{
19. //input:TWinControl *Parent, type(TForm,TButton,TEdit), text(optional)
20. TWinControl *Parent = NULL;
21.
22. if(lua_isuserdata(L,1))
23. Parent = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
24. String Type = UpperCase(luaL_checkstring(L, 2));
25. String Text = lua_tostring(L, 3);
26.
27. TWinControl *R = NULL;
28.
29. if(Type == "FORM")
30. R = new TForm(Application);
31. else if(Type == "BUTTON")
32. R = new TButton(Application);
33. else if(Type == "EDIT")
34. R = new TEdit(Application);
35. else
36. luaL_error(L, "unknow type!");
37.
38. if(Parent)
39. R->Parent = Parent;
40.
41. if(!Text.IsEmpty())
42. ::SetWindowText(R->Handle, Text.c_str());
43.
44. //output TWinControl*
45. PWinControl* pCtrl = (PWinControl*)lua_newuserdata(L,sizeof(PWinControl));
46. *pCtrl = R;
47. //关联metatable
48. luaL_getmetatable(L, "My_VCL");
49. lua_setmetatable(L, -2);
50. return 1;
51.}
52.
53.//显示窗体
54.int showCtrl(lua_State *L)
55.{
56. //input: TWinControl*, for TForm, use ShowModal
57. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
58. TForm *fm = dynamic_cast<TForm*>(Ctrl);
59. if(fm)
60. fm->ShowModal();
61. else
62. Ctrl->Show();
63. return 0;
64.}
65.
66.//定位窗体，输入窗体，左，上，右，下
67.int posCtrl(lua_State *L)
68.{
69. //input: TWinControl*, Left, Top, Right, Bottom
70. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
71. Ctrl->BoundsRect = TRect(
72. luaL_checkint(L, 2),
73. luaL_checkint(L, 3),
74. luaL_checkint(L, 4),
75. luaL_checkint(L, 5));
76.
77. return 0;
78.}
79.
80.//删除窗体
81.int delCtrl(lua_State *L)
82.{
83. //input: TWinControl*
84. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
85. delete Ctrl;
86. return 0;
87.}
88.
89.//把这些函数作为VCL函数库提供给Lua
90.static const struct luaL_reg lib_VCL [] = {
91. {"new", newCtrl},
92. {"del", delCtrl},
93. {"pos", posCtrl},
94. {"show", showCtrl},
95. {NULL, NULL}
96.};
97.
98.int luaopen_VCL (lua_State *L) {
99. //建立metatable
100. luaL_newmetatable(L, "My_VCL");
101.
102. //查找索引，把它指向metatable自身（因为稍后我们会在metatable里加入一些成员）
103. lua_pushvalue(L, -1);
104. lua_setfield(L,-2,"__index");
105.
106. //pos方法
107. lua_pushcfunction(L, posCtrl);
108. lua_setfield(L,-2,"pos");
109.
110. //show方法
111. lua_pushcfunction(L, showCtrl);
112. lua_setfield(L,-2,"show");
113.
114. //析构，如果表里有__gc,Lua的垃圾回收机制会调用它。
115. lua_pushcfunction(L, delCtrl);
116. lua_setfield(L,-2,"__gc");
117.
118. luaL_register(L, "VCL", lib_VCL);
119. return 1;
120. }
121.
122. int main(int argc, char* argv[])
123. {
124. char* szLua_code=
125. "local fm = VCL.new(nil,'Form','Lua Demo'); " //新建主窗体fm
126. "fm:pos(200, 200, 500, 300); " //定位
127. "local edt = VCL.new(fm, 'Edit', 'Hello World'); " //在fm上建立一个编辑框edt
128. "edt:pos(5, 5, 280, 28); "
129. "local btn = VCL.new(fm, 'Button', 'Haha'); " //在fm上建立一个按钮btn
130. "btn:pos(100, 40, 150, 63); "
131. "edt:show(); "
132. "btn:show(); "
133. "fm:show(); "; //显示
134. //"VCL.del(fm);"; //不再需要删除了，Lua的垃圾回收在回收userdata地会调用metatable.__gc。
135.
136. lua_State *L = luaL_newstate();
137. luaL_openlibs(L);
138. luaopen_VCL(L);
139.
140. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
141. if(err)
142. {
143. std::cerr << lua_tostring(L, -1);
144. lua_pop(L, 1);
145. }
146.
147. lua_close(L);
148. return 0;
149. }
150. //---------------------------------------------------------------------------
我们这儿用到的辅助函数有：
int luaL_newmetatable (lua_State *L, const char *tname);
创建一个新表（用于metatable），将新表放到栈顶并在注册表中建立一个类型名与之联系。
void luaL_getmetatable (lua_State *L, const char *tname);
获取注册表中tname对应的metatable。
int lua_setmetatable (lua_State *L, int objindex);
把一个table弹出堆栈，并将其设为给定索引处的值的 metatable。
void *luaL_checkudata (lua_State *L, int index, const char *tname);
检查在栈中指定位置的对象是否为带有给定名字的metatable的userdata。
我们只改动了luaopen_VCL和newCtrl函数。
在luaopen_VCL里，我们建立了一个metatable,然后让它的__index成员指向自身，并加入了pos,show函数成员和__gc函 数成员。
在newCtrl里，我们把luaopen_VCL里建立的metatable和新建的userdata关联，于是:
· 对userdata的索引操作就会转向metatable.__index
· 因为metatable.__index是metatable自身，所以就在这个metatable里查找
· 这样，对userdata的pos、show索引转到metatable里的pos和show上，它们指向的是我们的C函数posCtrl和 posShow。
· 最后，当Lua回收这些userdata前，会调用metatable.__gc（如果有的话），我们已经把metatable.__gc指向了C函数 delCtrl。
加入metatable后，我们还得到了额外的好处：可以区分不同的userdata以保证类型安全，我们把所以的lua_touserdata改成了luaL_checkudata。
关于metatable的知识已超出本文讨论范围，请参考Lua官方手册。
在C++中使用Lua(三)
http://www.cppprog.com/2009/0211/64.html
例六，使用C++包装类
尽管用Lua的C API已经可以方便地写出与Lua交互的程序了，不过对于用惯C++的人来说还是更愿意用C++的方式来解决问题。于是开源社区就出现了不少Lua C API的C++的wrap，比如：LuaBind,LuaPlus,toLua
这里介绍的是LuaBind库，下载
它在Windows下貌似只能支持MSVC和ICC，好在Lua可以支持动态库的载入，所以用VC+LuaBind写Lua库，再用C++Builder调用也是个好主意。
在VC使用LuaBind的方法是把LuaBind的src目录下的cpp文件加入工程（当然也可以先编译成静态库），加入Lua库，设置LuaBind,Lua和Boost的头文件路径。
头文件:
1. //Lua头文件
2. extern "C"
3. {
4. #include <lua.h>
5. #include <lualib.h>
6. #include <lauxlib.h>
7. }
8. //LuaBind头文件
9. #include <luabind/luabind.hpp>
在C++中调用Lua函数
调用Lua函数那是最简单不过的事情了，用LuaBind的call_function()模板函数就可以了：
1. int main(
2. // 建立新的Lua环境
3. lua_State *myLuaState = luaL_newstate();
4.
5. // 让LuaBind“认识”这个Lua环境
6. luabind::open(myLuaState);
7.
8. // 定义一个叫add的Lua函数
9. luaL_dostring(
10. myLuaState,
11. "function add(first, second) "
12. " return first + second "
13. "end "
14. );
15.
16. //调用add函数
17. cout << "Result: "
18. << luabind::call_function<int>(myLuaState, "add", 2, 3)
19. << endl;
20.
21. lua_close(myLuaState);
22.}
在本例中我们先使用Lua C API产生一个Lua线程环境，然后调用luabind::open()让LuaBind关联这个线程环境，在使用LuaBind之前这步是必须做的，它要在Lua环境中注册一些LuaBind专用的数据。
在执行完Lua代码之后，我们使用luabind::call_function<int>调用了Lua里的add函数，返回值是int。
在Lua代码中调用C++函数
从前面的文章里我们知道在Lua调用C函数需要经常操作栈，而LuaBind帮我们做了这些工作，下面的例子把print_hello函数送给Lua脚本调用：
1. void print_hello(int number) {
2. cout << "hello world " << number << endl;
3. }
4.
5. int main(
6. // 建立新的Lua环境
7. lua_State *myLuaState = lua_open();
8.
9. // 让LuaBind“认识”这个Lua环境
10. luabind::open(myLuaState);
11.
12. // 添加print_hello函数到Lua环境中
13. luabind::module(myLuaState) [
14. luabind::def("print_hello", print_hello)
15. ];
16.
17. // 现在Lua中可以调用print_hello了
18. luaL_dostring(
19. myLuaState,
20. "print_hello(123) "
21. );
22.
23. lua_close(myLuaState);
24.}
向Lua环境加入函数或其它东东的方法是：
luabind::module(lua_State* L, char const* name = 0) [
...
];
其中module函数中的第二个指定要加入的东东所处的名空间（其实就是table），如果为0，则处于全局域之下。
在中括号里的luabind::def把print_hello函数提供给Lua环境，第一个参数是Lua中使用的函数名。
如果要定义多个函数，可以使用逗号分隔。
在Lua代码中使用C++类
如果我们直接使用Lua C API向Lua脚本注册一个C++类，一般是使用userdata+metatable的方法，就象我们在例五中做的一样。这样做尽管难度不大，却非常繁琐而且不方便维护。
使用LuaBind我们就可以更方便地向Lua脚本注册C++类了，例：
1. class NumberPrinter {
2. public:
3. NumberPrinter(int number) :
4. m_number(number) {}
5.
6. void print() {
7. cout << m_number << endl;
8. }
9.
10. private:
11. int m_number;
12.};
13.
14.int main() {
15. lua_State *myLuaState = lua_open();
16. luabind::open(myLuaState);
17.
18. // 使用LuaBind导出NumberPrinter类
19. luabind::module(myLuaState) [
20. luabind::class_<NumberPrinter>("NumberPrinter")
21. .def(luabind::constructor<int>())
22. .def("print", &NumberPrinter::print)
23. ];
24.
25. // 现在Lua中可以使用NumberPinter类了
26. luaL_dostring(
27. myLuaState,
28. "Print2000 = NumberPrinter(2000) "
29. "Print2000:print() "
30. );
31.
32. lua_close(myLuaState);
33.}
为了注册一个类,LuaBind提供了class_类。它有一个重载过的成员函数 def() 。这个函数被用来注册类的成员函数、操作符、构造器、枚举和属性。
它将返回this指针，这样我们就可以方便地直接注册更多的成员。
属性
LuaBind 也可以导出类成员变量：
1. template<typename T>
2. struct Point {
3. Point(T X, T Y) :
4. X(X), Y(Y) {}
5.
6. T X, Y;
7. };
8.
9. template<typename T>
10.struct Box {
11. Box(Point<T> UpperLeft, Point<T> LowerRight) :
12. UpperLeft(UpperLeft), LowerRight(LowerRight) {}
13.
14. Point<T> UpperLeft, LowerRight;
15.};
16.
17.int main() {
18. lua_State *myLuaState = lua_open();
19. luabind::open(myLuaState);
20.
21. // 使用LuaBind导出Point<float>类和Box<float>类
22. luabind::module(myLuaState) [
23. luabind::class_<Point<float> >("Point")
24. .def(luabind::constructor<float, float>())
25. .def_readwrite("X", &Point<float>::X)
26. .def_readwrite("Y", &Point<float>::Y),
27.
28. luabind::class_<Box<float> >("Box")
29. .def(luabind::constructor<Point<float>, Point<float> >())
30. .def_readwrite("UpperLeft", &Box<float>::UpperLeft)
31. .def_readwrite("LowerRight", &Box<float>::LowerRight)
32. ];
33.
34. // 现在Lua中可以使用为些类了
35. luaL_dostring(
36. myLuaState,
37. "MyBox = Box(Point(10, 20), Point(30, 40)) "
38. "MyBox.UpperLeft.X = MyBox.LowerRight.Y "
39. );
40.
41. lua_close(myLuaState);
42.}
本例中使用def_readwrite定义类成员，我们也可以用def_readonly把类成员定义成只读。
LuaBind还可以把C++类导出成支持getter和setter的属性的Lua类：
1. struct ResourceManager {
2. ResourceManager() :
3. m_ResourceCount(0) {}
4.
5. void loadResource(const string &sFilename) {
6. ++m_ResourceCount;
7. }
8. size_t getResourceCount() const {
9. return m_ResourceCount;
10. }
11.
12. size_t m_ResourceCount;
13.};
14.
15.int main() {
16. lua_State *myLuaState = lua_open();
17. luabind::open(myLuaState);
18.
19. // 导出类，在Lua中调用ResourceCount属性会调用C++中的ResourceManager::getResourceCount
20. // 属性定义有点象C++Builder里的__property定义，呵呵
21. luabind::module(myLuaState) [
22. luabind::class_<ResourceManager>("ResourceManager")
23. .def("loadResource", &ResourceManager::loadResource)
24. .property("ResourceCount", &ResourceManager::getResourceCount)
25. ];
26.
27. try {
28. ResourceManager MyResourceManager;
29.
30. // 把MyResourceManager定义成Lua的全局变量
31. luabind::globals(myLuaState)["MyResourceManager"] = &MyResourceManager;
32.
33. // 调用
34. luaL_dostring(
35. myLuaState,
36. "MyResourceManager:loadResource(\"abc.res\") "
37. "MyResourceManager:loadResource(\"xyz.res\") "
38. " "
39. "ResourceCount = MyResourceManager.ResourceCount "
40. );
41.
42. // 读出全局变量
43. size_t ResourceCount = luabind::object_cast<size_t>(
44. luabind::globals(myLuaState)["ResourceCount"]
45. );
46. cout << ResourceCount << endl;
47. }
48. catch(const std::exception &TheError) {
49. cerr << TheError.what() << endl;
50. }
51.
52. lua_close(myLuaState);
53.}
附: Lua语法简介
1.语法约定
Lua语句用分号结尾，不过如果不写分号，Lua也会自己判断如何区分每条语句
如:
a=1 b=a*2 --这样写没有问题，但不太好看。
建议一行里有多个语句时用分号隔开
变量名、函数名之类的命名规则与C语言一样：由字母，下划线和数字组成，但第一个字符不能是数字。并且不能和Lua的保留字相同。
Lua是大小写敏感的
使用两个减号--作为单行注释符，多行注释使用--[[...--]]
2.类型
Lua是动态类型语言，变量不要类型定义。Lua中有8个基本类型分别为：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread和table。
同一变量可以随时改变它的类型，如：
1. a = 10 --number
2. a = "hello" --string
3. a = false --boolean
4. a = {10,"hello",false} --table
5. a = print --function
使用type函数可以得到变量当前的类型，如print(type(a));
nil 所有没有被赋值过的变量默认值为nil，给变量赋nil可以收回变量的空间。
boolean 取值false和true。但要注意Lua中所有的值都可以作为条件。在控制结构的条件中除了false和nil为假，其他值都为真。所以Lua认为0和空串都是真。（注意，和C不一样哦）
number 表示实数，Lua中没有整数。不用担心实数引起的误差，Lua的numbers可以处理任何长整数。
string 字符串，Lua中的字符串可以存放任何包括0在内的二进制数据。可以使用单引号或双引号表示字符串，和C一样使用\作为转义符。也可以使用或 [[...]]表示字符串，它可以表示多行，而且不解释转义符(也可以是[=[...]=]、[==[]==]、...用于适应各种类型字符串)。另外要注意的是Lua中字符串是不可以修改的。
function 函数，Lua中的函数也可以存储到变量中，可以作为其它函数的参数，可以作为函数的返回值。
table 表，表是Lua特有的功能强大的东东，它是Lua中唯一的一种数据结构，它可以用来描述数组，结构，map的功能。
userdata userdata类型用来将任意C语言数据保存在Lua变量中。例如：用标准I/O库来描述文件。
thread 线程。由coroutine表创建的一种数据类型，可以实现多线程协同操作。
3.表达式
算术运行符: 加+、减-、乘*、除/、幂^
关系运算符：小于<、大于>、小于等于<=、大于等于>=、等于==、不等~=
逻辑运算符：与and、或or、非not
and和or的运算结果返回值是其中的操作数：
a and b -- 如果a为false，则返回a，否则返回b
a or b -- 如果a为true，则返回a，否则返回b
所以C中的三元运算符a?b:c在Lua中可以这样写:(a and b) or c
连接运算符：连续两个小数点..，如：
"hello" .. "world" 结果是 "helloworld"
0 .. 1 结果是 "01"，当在一个数字后面写..时，必须加上空格以防止被解释错。
取长度操作符：一元操作 #
字符串的长度是它的字节数，table 的长度被定义成一个整数下标 n，它满足 t
不是 nil 而 t[n+1] 为nil。
4.基本语法
赋值
a = a + 1
Lua里的赋值还可以同时给多个变量赋值。变量列表和值列表的各个元素用逗号分开，赋值语句右边的值会依次赋给左边的变量。如:
a, b = 10, 2*x --相当于a=10; b=2*x
x, y = y, x --交换x和y
如果赋值符左右个数不同时，Lua会自动丢弃多余值或以nil补足
局部变量
local i = 10
使用local声明局部变量，局部变量只在所在的代码块内有效。
如果不声明，默认为全局变量，这个变量在所有Lua环境中有效。
代码块是指一个控制结构内，一个函数体，或者一个chunk（变量被声明的那个文件或者文本串），也可以直接使用do...end（相当于C中的{}）。
条件
1. if 条件 then
2. then-part
3. elseif 条件n then
4. elseif-part
5. .. --->多个elseif
6. else
7. else-part
8. end;
循环
Lua中的循环有：while循环,repeat-until循环,for循环和for in循环。
循环中可以用break跳出，Lua语法要求break和return只能是代码块的最后一句（放心，正常的代码都是满足这个要求的，break和 reuturn后面即使有代码也是执行不到的，再说了，大不了自己加个do...end好了^_^）
如：
1. local i = 1
2. while a[i] do
3. if a[i] == v then break end
4. i = i + 1
5. end
while循环
1. while condition do
2. statements;
3. end;
repeat-until循环：
1. repeat
2. statements;
3. until conditions;
for循环
1. for var=exp1,exp2,exp3 do
2. loop-part
3. end
for将用exp3作为step从exp1（初始值）到exp2（终止值），执行loop-part。其中exp3可以省略，默认step=1
for in循环
1. for 变量 in 集合 do
2. loop-part
3. end
实际上，
for var_1, ..., var_n in explist do block end
等价于
1. do
2. local _f, _s, _var = explist
3. while true do
4. local var_1, ... , var_n = _f(_s, _var)
5. _var = var_1
6. if _var == nil then break end
7. block
8. end
9. end
如：
1. a = {"windows","macos","linux",n=3}
2. for k,v in pairs(a) do print(k,v) end
5.函数
1. function 函数名 (参数列表)
2. statements-list;
3. end;
函数也可以一次返回多个值，如：
1. function foo() return 'a','b','c'; end
2. a,b,c = foo()
在Lua中还可以直接定义匿名函数，如
print((function() return 'a','b','c' end)())
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