C++ 调用 Lua
参考链接：https://blog.csdn.net/shun_fzll/article/details/39120965
https://www.cnblogs.com/hewei2012/p/6393229.html
https://www.cnblogs.com/chevin/p/5884657.html
lua堆栈
简单来说，Lua和C/c++语言通信的主要方法是一个无处不在的虚拟栈。栈的特点是先进后出。，lua堆栈就是一个struct，*堆栈索引的方式可是是正数也可以是负数，区别是：正数索引1永远表示栈底，负数索引-1永远表示栈顶。*
N |_______"str"_______| -1 栈顶
: :
3 |___________232____________| -2
2 |___________table__ | -3
1 |______________func____| -N 栈底
需要注意的是：堆栈操作是基于栈顶的，就是说它只会去操作栈顶的值。
举例
#include <iostream>
#include <string.h>
#include "lua.h"
using namespace std;
void main()
{
//1.创建一个空 table ，并将之压入堆栈。 它等价于 lua_createtable(L, 0, 0)
lua_State *L = luaL_newstate();
//2.入栈操作
lua_pushstring(L, "I am so cool~");
lua_pushnumber(L,20);
// 2 | 20 | -1 栈顶
// 1 | "I am so cool~ " | -2 栈底
//3.取值操作
if( lua_isstring(L,1)){ //判断是否可以转为string
cout<<lua_tostring(L,1)<<endl; //转为string并返回
}
if( lua_isnumber(L,2)){
cout<<lua_tonumber(L,2)<<endl;
}
lua_close(L); //4.关闭state
return ;
}常用栈操作
int lua_gettop (lua_State *L); //返回栈顶索引（即栈长度）
void lua_settop (lua_State *L, int idx); //用于把堆栈的栈顶索引设置为指定的数值，多出的数据会被删除
//10 20 30 40 50 *（从栈底到栈顶，“*”标识为栈顶，有：
//lua_settop(L, -3) --> 10 20 30 *
//lua_settop(L, 6) --> 10 20 30 nil nil nil *
void lua_pushvalue (lua_State *L, int idx);//将idx索引上的值的副本压入栈顶
// 10 20 30 40 50 *（从栈底到栈顶，“*”标识为栈顶）有：
// lua_pushvalue(L, 3) --> 10 20 30 40 50 30*
void lua_remove (lua_State *L, int idx); //移除idx索引上的值
// 栈的初始状态为10 20 30 40 50 *（从栈底到栈顶，“*”标识为栈顶，有：
// lua_remove(L, -3) --> 10 20 40 50*
void lua_insert (lua_State *L, int idx); //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 idx); //弹出栈顶元素，并替换索引idx位置的值
//栈的初始状态为10 20 30 40 50 *（从栈底到栈顶，“*”标识为栈顶，有：
//lua_replace(L, 2) --> 10 50 30 40 * //把50替换到索引的位置，同时去掉栈顶元素
void lua_settable (lua_State *L, int index);
//作一个等价于 t[k] = v 的操作， 这里 t 是一个给定有效索引 index 处的值， v 指栈顶的值， //而 k 是栈顶之下的那个值。
void lua_pushcfunction (lua_State *L, lua_CFunction f);
//将一个 C 函数压入堆栈。 这个函数接收一个 C 函数指针，并将一个类型为 function 的 Lua 值 //压入堆栈。当这个栈定的值被调用时，将触发对应的 C 函数。
void lua_getglobal (lua_State *L, const char *name); 把全局的name的值压到栈顶。
//lua_is***(lua_State *L, int index); 检查变量是不是某个类型，index指示变量的顺序，栈顶为-1。
lua_to***(lua_State *L, int index); //获取栈中的变量，然后转换为某个指定的类型，并返回。
//lua_close(); 销毁所有在指定的Lua State上的所有对象，同时释放所有该State使用的动态分配的空间。
主要函数汇总
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);
把指针 s 指向的长度为 len 的字符串压栈。 Lua 对这个字符串做一次内存拷贝（或是复用一个拷贝），
因此 s 处的内存在函数返回后，可以释放掉或是重用于其它用途。 字符串内可以保存有零字符。
void lua_pushstring (lua_State *L, const char *s);
把指针 s 指向的以零结尾的字符串压栈。 Lua 对这个字符串做一次内存拷贝（或是复用一个拷贝）， 因此 s 处的内存在函数返回后，
可以释放掉或是重用于其它用途。 字符串中不能包含有零字符；第一个碰到的零字符会认为是字符串的结束。
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)
void lua_pushcfunction (lua_State *L, lua_CFunction f);
将C函数压栈；接收一个C函数的指针参数，然后将一个Lua.function类型的对象压栈。
lua_register (lua_State *L, const char *name, lua_CFunction f);注册C函数为一个全局变量；
lua_rawget
table 相关操作
lua中有一个全局的表,_G,这个表包含了所有的全局变量.Lua的全局表可以想象成一个map哈希表结构,比如Lua有一个变量:
例如:
name = “hello world”
全局表中存放了name和hello world的对应关系, 可以通过name在全局表中找到对应的hello world
这样的两个变量实际上就会被lua存储到_G表中去.也就是说_G["a"]就是变量a.
C/C++想要获取Lua中的name字符串的值, 首先把name放到堆栈(栈顶),方便Lua看到; Lua从堆栈(栈顶)获取到name的值, 此时栈顶变为空; Lua去全局表中查找name对应的字符串; 全局表返回对应的字符串hello world; Lua再次把hello world放到堆栈(栈顶); C/C++从堆栈(栈顶)获取name的值.
lua_createtable
原型: void lua_createtable (lua_State *L, int narr, int nrec);
描述: 创建一个新的table并将之放在栈顶.narr是该table数组部分的长度,nrec是该table hash部分的长度.
当我们确切的知道要放多少元素到table的时候,使用这个函数,lua可以预分配一些内存,提升性能.
如果不确定要存放多少元素可以使用 lua_newtable 函数来创建table.
lua_newtable
原型: void lua_newtable (lua_State *L);
描述: 创建一个新的table并将之放在栈顶. 等同于lua_createtable(L, 0, 0).
lua_getfield
原型: void lua_getfield (lua_State *L, int index, const char *k);
描述: 将t[k]元素push到栈顶. 其中t是index处的table.
这个函数可能触发index元方法.
lua_setfield
原型: void lua_setfield (lua_State *L, int index, const char *k);
描述: 为table中的key赋值. t[k] = v . 其中t是index处的table , v为栈顶元素.
这个函数可能触发newindex元方法.
调用完成后弹出栈顶元素(value).
lua_gettable
原型: void lua_gettable (lua_State *L, int index);
描述: 将t[k]元素push到栈顶. 其中t是index处的table,k为栈顶元素.
这个函数可能触发index元方法.
调用完成后弹出栈顶元素(key).
lua_settable
原型: void lua_settable (lua_State *L, int index);
描述: 为table中的key赋值. t[k] = v . 其中t是index处的table , v为栈顶元素. k为-2处的元素.
这个函数可能触发newindex元方法.
调用完成后弹出栈顶两个元素(key , value)
lua_rawget
原型: void lua_rawget (lua_State *L, int index);
描述: 与lua_gettable函数类似, 但是不会触发index元方法.
index元方法:当你通过键来访问 table 的时候，如果这个键没有值，那么Lua就会寻找该table的metatable（假定有metatable）中的__index 键。如果__index包含一个表格，Lua会在表格中查找相应的键.
如果__index包含一个函数的话，Lua就会调用那个函数，table和键会作为参数传递给函数。
lua_rawset
原型: void lua_rawset (lua_State *L, int index);
描述: 与lua_settable函数类似, 但是不会触发newindex元方法.
lua_rawgeti
原型: void lua_rawgeti (lua_State *L, int index, int n);
描述: 将t[n]元素push到栈顶.其中t是index处的table.
这个函数不会触发index元方法.
lua_rawseti
原型: void lua_rawseti (lua_State *L, int index, int n);
描述: 为table中的key赋值. t[n] = v .其中t是index处的table , v为栈顶元素.
这个函数不会触发newindex元方法.
调用完成后弹出栈顶元素.
lua_rawgetp
原型: void lua_rawgetp (lua_State *L, int index, const void *p);
描述: 将t[p]元素push到栈顶.其中t是index处的table. p是一个lightuserdata.
这个函数不会触发index元方法.
lua_rawsetp
原型: void lua_rawsetp (lua_State *L, int index, const void *p);
描述: 为table中的key赋值. t[p] = v .其中t是index处的table , p是一个lightuserdata , v为栈顶元素.
这个函数不会触发newindex元方法.
调用完成后弹出栈顶元素.
lua_getmetatable
原型: int lua_getmetatable (lua_State *L, int index);
描述: 将index处元素的元表push到栈顶. 如果该元素没有元表, 函数返回0 , 不改变栈.
lua_setmetatable
原型: void lua_setmetatable (lua_State *L, int index);
描述: 将栈顶元素设置为index处元素的元表.
调用完成后弹出栈顶元素.
lua_istable
原型: int lua_istable (lua_State *L, int index);
描述: 判断index处元素是否为一个table , 如果是返回1,否则返回0.
lua_pushglobaltable
原型: void lua_pushglobaltable (lua_State *L);
描述: 将lua的全局表放在栈顶.
luaL_newmetatable
原型: int luaL_newmetatable (lua_State *L, const char *tname);
描述: 如果注册表中已经有名为tname的key,则返回0.
否则创建一个新table作为userdata的元表. 这个元表存储在注册表中,并以tname为key. 返回1.
函数完成后将该元表置于栈顶.
luaL_getmetatable
原型: void luaL_getmetatable (lua_State *L, const char *tname);
描述: 将注册表中以tname为key的元表push到栈顶.
luaL_setmetatable
原型: void luaL_setmetatable (lua_State *L, const char *tname);
描述: 将栈顶元素存储到注册表中, 它的key为tname.
luaL_getsubtable
原型: int luaL_getsubtable (lua_State *L, int idx, const char *fname);
描述: 将 t[fname] push到栈顶, 其中t是index处的table , 并且 t[fname] 也为一个table.
如果 t[fname] 原本就存在,返回 true ,否则返回false,并且将 t[fname] 新建为一张空表.
lua_getglobal
原型: void lua_getglobal (lua_State *L, const char *name);
描述: 将 t[name] 元素push到栈顶, 其中t为全局表.
lua_setglobal
原型: void lua_setglobal (lua_State *L, const char *name);
描述: 为table中的key赋值. t[name] = v . 其中t为全局表. v为栈顶元素.
调用完成后弹出栈顶元素(v).
luaL_newlibtable
原型: void luaL_newlibtable (lua_State *L, const luaL_Reg l[]);
描述: 创建一张空表, lua预先分配足够的内存用来存储我们创建的函数库.
稍后我们可以使用 luaL_setfuncs 函数注册我们的函数库.
luaL_setfuncs
原型: void luaL_setfuncs (lua_State *L, const luaL_Reg *l, int nup);
描述: 将所有 luaL_Reg数组中的函数注册到栈顶的table中.
当upvalue个数不为0时,所创建的所有函数共享这些upvalue. -2到-(nup+1)的元素为要注册的upvalue.
(注意:这些upvalue是c中的upvalue,不是lua中的upvalue,可以在注册的c函数中通过 lua_upvalueindex(n)获取其值.)
调用完成后弹出栈顶的所有upvalue.
luaL_newlib
原型: void luaL_newlib (lua_State *L, const luaL_Reg *l);
描述: 创建一个新的table , 并将luaL_Reg数组中的函数注册到其中.
它是一个宏 (luaL_newlibtable(L,l), luaL_setfuncs(L,l,0))
lua_next
原型: int lua_next (lua_State *L, int index);
描述: 该函数用来遍历一个table.
从栈顶弹出一个key , 并且push一个 key-value对(栈顶key的下一个键值对) ,到栈顶.
如果table中没有更多的元素, 函数返回0.
遍历开始时栈顶为一个nil , 函数取出第一个键值对.
通常遍历方法为:
lua_pushnil(L); // first key
while (lua_next(L, t) != 0) {
// uses 'key' (at index -2) and 'value' (at index -1)
printf("%s - %s\n",
lua_typename(L, lua_type(L, -2)),
lua_typename(L, lua_type(L, -1)));
// removes 'value'; keeps 'key' for next iteration
lua_pop(L, 1);
}
注意: 在遍历table的时候 ,除非明确的知道key为字符串,不要对栈上的key使用 lua_tolstring 函数 ,
因为这样有可能改变key的类型 , 影响下一次 lua_next调用.
lua_rawlen
原型: size_t lua_rawlen (lua_State *L, int index);
描述: 获取index处元素的长度.
对于字符串来说,返回字符串长度.
对于table来说,返回#操作符的长度. 不受元方法影响.
对于userdata来说,返回内存的大小.
其他元素返回0.
lua_len
原型: void lua_len (lua_State *L, int index);
描述: 获取index处元素#操作符的结果 , 放置在栈顶.
*/
/* 其他概念:
1.伪索引:
Lua栈的正常索引 从栈顶算,栈顶为-1,向栈低递减. 从栈低算,栈低为1,向栈顶递增.
伪索引是一种索引,他不在栈的位置中,通过一个宏来定义伪索引的位置.
伪索引被用来访问注册表,或者在lua_CFunction中访问upvalue. lua_call函数
void lua_call (lua_State *L, int nargs, int nresults);
//L是执行环境，可以理解为当前栈，nargs参数个数,nresults返回值个数。lua_pcall和该函数区别是多一个参数，用于发生错误处理时的代码返回。
void lua_pcall(lua_State *L,int nargs, int nresults,int nerrfunc);
//lua_cpcall则又多一个用于传递用户自定义的数据结构的指针
lua_call 举例
function interpreter(in_str)
return load(in_str)()
endextern "C" {
#include "include/lua.h"
#include "include/lauxlib.h"
#include "include/lualib.h"
}
#include <iostream>
bool run(lua_State* L, std::string in_data) {
lua_getglobal(L, "interpreter");
lua_pushstring(L, in_data.c_str());
lua_call(L, 1, 1);
return lua_toboolean(L, -1);
}
int main(int argc, char* argv[]) {
lua_State* L = luaL_newstate(); // 初始化
luaL_openlibs(L); //
if (luaL_loadfile(L, argv[1]) || lua_pcall(L, 0, 0, 0)) {
std::cout << "error: " << lua_tostring(L, -1) << std::endl;
return 0;
}
std::cout << run(L, "return 2 < 3 and 4 > 6") << std::endl;
return 0;
}