lua5.3调用C/C++

马上面临毕业设计，打算做点跟网游有关的，先从做周边工具开始，目前正在做一个协议序列化和反序列化的东西，广告一波先: https://github.com/Anti-Magic/rproto

目前非常简陋，功能还没做完，不要当真。。

因为目标是绑定到lua，作为一个独立的库，不想对项目有依赖，这样的好处是客户端和服务端都可以方便的拿来用，所以打算手动绑定。

我夜观天象发现，到目前为止网上找不到针对lua5.3的这么简明扼要且完整的示例，转载注明出处：http://www.cnblogs.com/wolfred7464/p/5147675.html

由于lua提供的require函数可以引入C语言的动态链接库，对于使用者来说，不需配置，只要调用require就可以，肯定是最简单的方法。（其实iOS不能这样做的，唉，习惯就好）

首先读者需要对lua提供的操作虚拟栈的函数比较熟悉，不熟悉的先翻手册吧：http://cloudwu.github.io/lua53doc/manual.html

先上一段简单的示例，功能是使用C语言编写一个计算2个浮点数之和的add函数，绑定到lua由lua调用：

#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
#include "luaconf.h"

double add(double x, double y) {
    return x+y;
}

static int ladd(lua_State* L) {
    double x = luaL_checknumber(L, 1);
    double y = luaL_checknumber(L, 2);
    lua_pushnumber(L, add(x+y));
    return 1;
}

int luaopen_xxx(lua_State* L) {
    luaL_checkversion(L);

    struct luaL_Reg funcs[] = {
        {"add", ladd},
        {NULL,  NULL}
    };
    luaL_newlib(L, funcs);
    return 1;
}

在linux使用gcc编译：

gcc main.c -shared -fPIC -I/usr/local/include -o xxx.so

lua的package.cpath中需要能搜索到我们的so，设置cpath的方法网上搜一下有很多。然后lua代码中这样调用：

local xxx = require "xxx"
print(xxx.add(45, 5))

最后在终端执行：

lua test.lua

这个例子就跑起来了，虽然步骤说不上多简单，但是足够清晰吧。。为了简单，我就不写检查参数数量和类型是否匹配的代码了，后面的例子也是。

如何使用lua调用C++呢？只要你会操作userdata，基本上照搬上面的C语言的方式就可以，只不过显式传递C++的this指针就可以。再上一个简单的代码：

#include <lua.hpp>

class TTT {
public:
    TTT() {}
    ~TTT() {}

    double add(double x, double y) {
        return x+y;
    }
};

extern "C"
{
    static int lnewTTT(lua_State* L) {
        TTT** p = (TTT**)lua_newuserdata(L, sizeof(TTT*));
        *p = new TTT();
        return 1;
    }

    static int ldelTTT(lua_State* L) {
        TTT** p = (TTT**)lua_topointer(L, 1);
        delete *p;
        *p = nullptr;
        return 0;
    }

    static int ladd(lua_State* L) {
        TTT** p = (TTT**)lua_topointer(L, 1);
        TTT* pt = *p;
        lua_pushnumber(L, pt->add(lua_tonumber(L, 2), lua_tonumber(L, 3)));
        return 1;
    }

    int luaopen_xxx(lua_State* L) {
        luaL_checkversion(L);
        luaL_openlibs(L);

        struct luaL_Reg funcs[] = {
            {"new", lnewTTT},
            {"add", ladd},
            {"del", ldelTTT},
            {NULL,  NULL}
        };
        luaL_newlib(L, funcs);
        return 1;
    }
}

local xxx = require "xxx"
local t = xxx.new()
print(xxx.add(t, 3, 4))
xxx.del(t)

（为什么要使用指针的指针呢？因为lua申请内存和释放内存时不会调用C++的构造函数和析构函数，我们又不能手动去调用，只能使用指针的指针，便于手动调用构造和析构函数了。）

使用lua的userdata保存this指针，然后作为参数传递到绑定函数，然后C语言就可以调用了，第一个例子明白后，这个没什么难度。

但是这样做有三个问题：一是无法检查lua传来的this指针是否是正确的类型，二是需要手动释放内存，三是lua代码中调用起来太麻烦。

这三个问题有一个共同的解决方案：元表(metatable)。

1、给同一类userdata设置同一个元表，利用元表就可以区别不同类型的userdata。

2、lua垃圾回收时会调用元表中的"__gc"元方法，我们可以利用这个元方法析构C++对象。

3、索引字段会调用"__index"方法，不存在这个方法时会从元表中查找，利用这个特性我们可以把red.add(t, x, y)这样的调用变成t.add(t, x, y)，然后就可以写成t:add(x, y)了。

把第二个例子中的lnewTTT和luaopen_xxx两个函数修改一下就可以，上代码：

static int lnewTTT(lua_State* L) {
    TTT** p = (TTT**)lua_newuserdata(L, sizeof(TTT*));
    *p = new TTT();
    luaL_getmetatable(L, "xxx.TTT");
    lua_setmetatable(L, -2);
    return 1;
}

int luaopen_xxx(lua_State* L) {
    luaL_checkversion(L);
    luaL_openlibs(L);

    struct luaL_Reg funcs[] = {
        {"new", lnewTTT},
        {NULL,  NULL}
    };

    struct luaL_Reg funcs_meta[] = {
        {"add", ladd},
        {NULL,  NULL}
    };

    luaL_newmetatable(L, "xxx.TTT");
    lua_pushstring(L, "__gc");
    lua_pushcfunction(L, ldelTTT);
    lua_settable(L, -3);
    lua_pushstring(L, "__index");
    lua_pushvalue(L, -2);
    lua_settable(L, -3);
    luaL_setfuncs(L, funcs_meta, 0);
    luaL_newlib(L, funcs);
    return 1;
}

local xxx = require "xxx"
local t = xxx.new()
print(t:add(3, 4))

基本上就是这样了，绑定其他的数据类型，或者保存上下文等，都可以查找手册解决，lua天生为了嵌入宿主语言而设计，与C语言的交互有天然的优势。