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  • Step By Step(Lua调用C函数)

    原文: http://www.cnblogs.com/stephen-liu74/archive/2012/07/23/2469902.html

    Lua可以调用C函数的能力将极大的提高Lua的可扩展性和可用性。对于有些和操作系统相关的功能,或者是对效率要求较高的模块,我们完全可以通过C函数来实现,之后再通过Lua调用指定的C函数。对于那些可被Lua调用的C函数而言,其接口必须遵循Lua要求的形式,即typedef int (*lua_CFunction)(lua_State* L)。简单说明一下,该函数类型仅仅包含一个表示Lua环境的指针作为其唯一的参数,实现者可以通过该指针进一步获取Lua代码中实际传入的参数。返回值是整型,表示该C函数将返回给Lua代码的返回值数量,如果没有返回值,则return 0即可。需要说明的是,C函数无法直接将真正的返回值返回给Lua代码,而是通过虚拟栈来传递Lua代码和C函数之间的调用参数和返回值的。这里我们将介绍两种Lua调用C函数的规则。
        1. C函数作为应用程序的一部分。

    复制代码
     1 #include <stdio.h>
     2 #include <string.h>
     3 #include <lua.hpp>
     4 #include <lauxlib.h>
     5 #include <lualib.h>
     6 
     7 //待Lua调用的C注册函数。
     8 static int add2(lua_State* L)
     9 {
    10     //检查栈中的参数是否合法,1表示Lua调用时的第一个参数(从左到右),依此类推。
    11     //如果Lua代码在调用时传递的参数不为number,该函数将报错并终止程序的执行。
    12     double op1 = luaL_checknumber(L,1);
    13     double op2 = luaL_checknumber(L,2);
    14     //将函数的结果压入栈中。如果有多个返回值,可以在这里多次压入栈中。
    15     lua_pushnumber(L,op1 + op2);
    16     //返回值用于提示该C函数的返回值数量,即压入栈中的返回值数量。
    17     return 1;
    18 }
    19 
    20 //另一个待Lua调用的C注册函数。
    21 static int sub2(lua_State* L)
    22 {
    23     double op1 = luaL_checknumber(L,1);
    24     double op2 = luaL_checknumber(L,2);
    25     lua_pushnumber(L,op1 - op2);
    26     return 1;
    27 }
    28 
    29 const char* testfunc = "print(add2(1.0,2.0)) print(sub2(20.1,19))";
    30 
    31 int main()
    32 {
    33     lua_State* L = luaL_newstate();
    34     luaL_openlibs(L);
    35     //将指定的函数注册为Lua的全局函数变量,其中第一个字符串参数为Lua代码
    36     //在调用C函数时使用的全局函数名,第二个参数为实际C函数的指针。
    37     lua_register(L, "add2", add2);
    38     lua_register(L, "sub2", sub2);
    39     //在注册完所有的C函数之后,即可在Lua的代码块中使用这些已经注册的C函数了。
    40     if (luaL_dostring(L,testfunc))
    41         printf("Failed to invoke.
    ");
    42     lua_close(L);
    43     return 0;
    44 }
    复制代码

        2. C函数库成为Lua的模块。
        将包含C函数的代码生成库文件,如Linux的so,或Windows的DLL,同时拷贝到Lua代码所在的当前目录,或者是LUA_CPATH环境变量所指向的目录,以便于Lua解析器可以正确定位到他们。在我当前的Windows系统中,我将其copy到"C:Program FilesLua5.1clibs",这里包含了所有Lua可调用的C库。见如下C语言代码和关键性注释:

    复制代码
     1 #include <stdio.h>
     2 #include <string.h>
     3 #include <lua.hpp>
     4 #include <lauxlib.h>
     5 #include <lualib.h>
     6 
     7 //待注册的C函数,该函数的声明形式在上面的例子中已经给出。
     8 //需要说明的是,该函数必须以C的形式被导出,因此extern "C"是必须的。
     9 //函数代码和上例相同,这里不再赘述。
    10 extern "C" int add(lua_State* L) 
    11 {
    12     double op1 = luaL_checknumber(L,1);
    13     double op2 = luaL_checknumber(L,2);
    14     lua_pushnumber(L,op1 + op2);
    15     return 1;
    16 }
    17 
    18 extern "C" int sub(lua_State* L)
    19 {
    20     double op1 = luaL_checknumber(L,1);
    21     double op2 = luaL_checknumber(L,2);
    22     lua_pushnumber(L,op1 - op2);
    23     return 1;
    24 }
    25 
    26 //luaL_Reg结构体的第一个字段为字符串,在注册时用于通知Lua该函数的名字。
    27 //第一个字段为C函数指针。
    28 //结构体数组中的最后一个元素的两个字段均为NULL,用于提示Lua注册函数已经到达数组的末尾。
    29 static luaL_Reg mylibs[] = { 
    30     {"add", add},
    31     {"sub", sub},
    32     {NULL, NULL} 
    33 }; 
    34 
    35 //该C库的唯一入口函数。其函数签名等同于上面的注册函数。见如下几点说明:
    36 //1. 我们可以将该函数简单的理解为模块的工厂函数。
    37 //2. 其函数名必须为luaopen_xxx,其中xxx表示library名称。Lua代码require "xxx"需要与之对应。
    38 //3. 在luaL_register的调用中,其第一个字符串参数为模块名"xxx",第二个参数为待注册函数的数组。
    39 //4. 需要强调的是,所有需要用到"xxx"的代码,不论C还是Lua,都必须保持一致,这是Lua的约定,
    40 //   否则将无法调用。
    41 extern "C" __declspec(dllexport)
    42 int luaopen_mytestlib(lua_State* L) 
    43 {
    44     const char* libName = "mytestlib";
    45     luaL_register(L,libName,mylibs);
    46     return 1;
    47 }
    复制代码

        见如下Lua代码:

    1 require "mytestlib"  --指定包名称
    2 
    3 --在调用时,必须是package.function
    4 print(mytestlib.add(1.0,2.0))
    5 print(mytestlib.sub(20.1,19))
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