Lua的栈及基本栈操作

2024-02-24 01:47•Java教程•阅读 374

https://blog.csdn.net/mydriverc2/article/details/51134737

https://blog.csdn.net/mydriverc2/article/details/51134810

理解Lua栈

Lua通过一个“虚拟栈”与C/C++程序进行数据交互，所有的Lua C API都是通过操作这个栈来完成相应的数据通信。

Lua的这个“虚拟栈”解决了C/C++程序与Lua程序通信的两大问题：

Lua使用垃圾回收，而C/C++需要手动管理内存。
Lua使用动态类型，而C/C++使用的是静态类型。

因为这个栈在Lua虚拟机内部，当一个Lua的变量放在栈里面的时候，虚拟机可以知道它有没有被宿主程序所使用，从而决定是否采用GC。另外Lua采用结构体封装了类似“Lua_Value”的类型，让它可以存储任何C的类型。从而在数据交换的时候，任何类型都可以被放入栈的一个slot中。

由于栈是FILO的，所以，当我们在Lua里面操作这个栈的时候，每次操作的都是栈的顶部。而Lua的C API则有更多的控制权，它可以非常灵活地操纵这个栈的任意位置的元素。

基本Lua栈操作

往栈里面压入一个值

voidlua_pushnil (lua_State *L);

voidlua_pushboolean (lua_State *L,intbool);

voidlua_pushnumber (lua_State *L, lua_Number n);

voidlua_pushinteger (lua_State *L, lua_Integer n);

voidlua_pushunsigned (lua_State *L, lua_Unsigned n);

voidlua_pushlstring (lua_State *L,constchar*s,size_tlen);

voidlua_pushstring (lua_State *L,constchar*s);

查询栈里面的元素

1	`intlua_is* (lua_State * L,intindex);`

获取栈内给定位置的元素值

1	`xxx lua_toXXX(lua_State * L,intindex);`

这里面的xxx可以是nil, boolean, string,integer等等。

其它栈操作

//取得栈中元素个数

intlua_gettop (lua_State *L);

//设置栈的大小为一个指定的值，而lua_settop(L,0)会把当前栈清空

//如果指定的index大于之前栈的大小，那么空余的空间会被nil填充

//如果index小于之前的栈中元素个数，则多余的元素会被丢弃

voidlua_settop (lua_State *L,intindex);

//把栈中index所在位置的元素压入栈

voidlua_pushvalue (lua_State *L,intindex);

//移除栈中index所在位置的元素

voidlua_remove(lua_State *L,intindex);

//在栈的顶部的元素移动至index处

voidlua_insert(lua_State *L,intindex);

//从栈顶弹出一个值，并把它设置到给定的index处

voidlua_replace(lua_State *L,intindex);

//把fromidx处的元素copy一份插入到toidx，这操作不会修改fromidx处的元素

voidlua_copy(lua_State *L,intfromidx,inttoidx);

另外，根据《Programming In Lua》一书中的所讲，我们可以定义一个函数stackDump来打印当前栈的情况：

staticvoidstackDump(lua_State* L){

cout<<"\nbegin dump lua stack"<<endl;

inti = 0;

inttop = lua_gettop(L);

for(i = 1; i <= top; ++i) {

intt = lua_type(L, i);

switch(t) {

caseLUA_TSTRING:

{

printf("'%s' ", lua_tostring(L, i));

}

break;

caseLUA_TBOOLEAN:

{

printf(lua_toboolean(L, i) ?"true ":"false ");

}break;

caseLUA_TNUMBER:

{

printf("%g ", lua_tonumber(L, i));

}

break;

default:

{

printf("%s ", lua_typename(L, t));

}

break;

}

cout<<"\nend dump lua stack"<<endl;

}

C/C++访问Lua的Table

假设我们的Lua文件中有一个Table为:

1	`me = { name ="zilongshanren", age = 27}`

我们可以通过以下C代码来访问它的元素:

//从Lua里面取得me这个table，并压入栈

lua_getglobal(L,"me");

if(!lua_istable(L, -1)) {

CCLOG("error! me is not a table");

}

//往栈里面压入一个key:name

lua_pushstring(L,"name");

//取得-2位置的table，然后把栈顶元素弹出，取出table[name]的值并压入栈

lua_gettable(L, -2);

//输出栈顶的name

CCLOG("name = %s", lua_tostring(L, -1));

stackDump(L);

//把栈顶元素弹出去

lua_pop(L, 1);

//压入另一个key:age

lua_pushstring(L,"age");

//取出-2位置的table,把table[age]的值压入栈

lua_gettable(L, -2);

stackDump(L);

CCLOG("age = %td", lua_tointeger(L, -1));

Lua5.1还引入了一个新方法：

1	`lua_getfield(L, -1,"age");`

它可以取代：

//压入另一个key:age

lua_pushstring(L,"age");

//取出-2位置的table,把table[age]的值压入栈

lua_gettable(L, -2);

下篇文章，我们将介绍Lua如何调用C/C++里面的函数。

本篇文章主要介绍C++和Lua相互传递数据。如果你还不知道怎么在C/C++里面调用Lua脚本的话，请参考这篇文章。本文主要介绍基本数据类型的传递，比如整型(int)，字符串(string)、数字(number)及bool值。

加载并运行Lua脚本

由于在上一个教程里面已经介绍过如何在C/C++里面嵌入Lua，所以这一节就简单的介绍一下程序怎么用，配置就略过啦。

创建Lua虚拟机

1	`lua_State *lua_state = luaL_newstate();`

加载Lua库

staticconstluaL_Reg lualibs[] =

{

{"base", luaopen_base},

{"io", luaopen_io},

{NULL, NULL}

};

constluaL_Reg *lib = lualibs;

for(; lib->func != NULL; lib++)

{

luaL_requiref(lua_state, lib->name, lib->func, 1);

lua_settop(lua_state, 0);

}

运行Lua脚本

std::string scriptPath = FileUtils::getInstance()->fullPathForFilename("hello.lua");

intstatus = luaL_loadfile(lua_state, scriptPath.c_str());

std::cout <<" return: "<< status << std::endl;

intresult = 0;

if(status == LUA_OK)

{

result = lua_pcall(lua_state, 0, LUA_MULTRET, 0);

}

else

{

std::cout <<" Could not load the script."<< std::endl;

}

这里我们使用的是luaL_loadfile而不是之前的luaL_dofile，其实luaL_dofile只是一个宏定义：

1 2	`#define luaL_dofile(L, fn) \` `(luaL_loadfile(L, fn) \|\| lua_pcall(L, 0, LUA_MULTRET, 0))`

我们先调用luaL_loadfile可以判断Lua脚本是否加载成功，然后再调用lua_pcall来执行Lua脚本。

C/C++调用Lua函数

首先，我们在hello.lua里面定义一个Lua函数：

-- add two numbers

function add ( x, y )

returnx + y

end

Lua的函数定义是以function为keyword，然后以end结尾，同时它的参数是没有形参类型的，另外，Lua的函数可以返回多个值。不过我们这里只返回了一个值。

接下来，让我们看看如果在C++程序里面调用这个函数：

intluaAdd(lua_State *lua_state ,intx,inty)

{

intsum;

//获取lua里面的add函数并把它放到lua的栈顶

lua_getglobal(lua_state,"add");

//往lua栈里面压入两个参数

lua_pushnumber(lua_state, x);

lua_pushnumber(lua_state, y);

//调用lua函数,这里的2是参数的个数，1是返回值的个数

lua_call(lua_state, 2, 1);

//从栈顶读取返回值,注意这里的参数是-1

sum = lua_tointeger(lua_state, -1);

//最后我们把返回值从栈顶拿掉

lua_pop(lua_state, 1);

returnsum;

}

然后，我们就可以在程序里面调用它了：

1	`std::cout<<"2 + 1= "<< luaAdd(lua_state,4,1)<<std::endl;`

注意，这个方法调用要在lua_pcall调用之后。

操作Lua全局变量

C++里面获取Lua全局变量的值

首先，我们在hello.lua里面定义一个全局变量

1	`myname ="子龙山人"`

然后我们在C++里面访问它：

lua_getglobal(lua_state,"myname");

std::string myname = lua_tostring(lua_state, -1);

lua_pop(lua_state, 1);

std::cout<<"Hello: "<<myname<<std::endl;

这一次我们又是通过lua_getglobal来把myname这个全局变量压到lua栈，然后用lua_tostring来取这个值。

C++里面修改Lua全局变量的值

这次我们使用的是lua_setglobal来传递数据给Lua：

1 2	`lua_pushstring(lua_state,"World");` `lua_setglobal(lua_state,"myname");`

这时，我们只要在hello.lua的最开始部分，调用print(myname)就可以打印传递进来的值了。

C++传递Table给Lua

lua_createtable(lua_state, 2, 0);

lua_pushnumber(lua_state, 1);

lua_pushnumber(lua_state, 49);

// lua_settable(lua_state, -3);

lua_rawset(lua_state, -3);

lua_pushnumber(lua_state, 2);

lua_pushstring(lua_state,"Life is a beach");

// lua_settable(lua_state, -3);

lua_rawset(lua_state, -3);

lua_setglobal(lua_state,"arg");

这里我们传递了一个table给lua，这个table为{49,"Life is a beach"}。Lua table的索引是从1开始的，然后我们在lua脚本里面可以这样子来访问这个table:

fori=1,#argdo

print(" ", i, arg[i])

end

这里的#arg是获得table的长度，然后使用arg[i]来获取table的索引i处的value。

Lua返回多个值给C++

首先是Lua代码：

local temp = {9,"hehehej"}

-- temp[1]=9

-- temp[2]="See you space cowboy!"

returntemp,9,1

然后是C++代码：

std::stringstream str_buf;

while(lua_gettop(lua_state))

{

str_buf.str(std::string());

str_buf <<" ";

switch(lua_type(lua_state, lua_gettop(lua_state)))

{

caseLUA_TNUMBER:

str_buf <<"script returned the number: "

<< lua_tonumber(lua_state, lua_gettop(lua_state));

break;

caseLUA_TTABLE:

str_buf <<"script returned a table";

break;

caseLUA_TSTRING:

str_buf <<"script returned the string: "

<< lua_tostring(lua_state, lua_gettop(lua_state));

break;

caseLUA_TBOOLEAN:

str_buf <<"script returned the boolean: "

<< lua_toboolean(lua_state, lua_gettop(lua_state));

break;

default:

str_buf <<"script returned an unknown-type value";

}

lua_pop(lua_state, 1);

std::cout << str_buf.str() << std::endl;

}

最后输出结果为:

[C++] Values returned from the script:

script returned the number: 1

script returned the number: 9

script returned a table

[C++] Closing the Lua state

在Lua里面return值的顺序是table,9,1，而在C++里面是倒过来的。因为我们是使用栈作为数据结构来传递数据，而栈是先进后出的。

=========== End

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