Lua的栈及基本栈操作

Lua的栈及基本栈操作

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

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void lua_pushnil      (lua_State *L); void lua_pushboolean  (lua_State *L, int bool); void lua_pushnumber   (lua_State *L, lua_Number n); void lua_pushinteger  (lua_State *L, lua_Integer n); void lua_pushunsigned (lua_State *L, lua_Unsigned n); void lua_pushlstring  (lua_State *L, const char *s, size_t len); void lua_pushstring   (lua_State *L, const char *s);

• 查询栈里面的元素

1	int lua_is* (lua_State * L, int index);

• 获取栈内给定位置的元素值

1	xxx lua_toXXX(lua_State * L, int index);

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

• 其它栈操作

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//取得栈中元素个数  int  lua_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  void lua_settop    (lua_State *L, int index); //把栈中index所在位置的元素压入栈  void lua_pushvalue (lua_State *L, int index); //移除栈中index所在位置的元素 void lua_remove(lua_State *L, int index); //在栈的顶部的元素移动至index处 void lua_insert(lua_State *L, int index); //从栈顶弹出一个值，并把它设置到给定的index处 void lua_replace(lua_State *L, int index); //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 void lua_copy(lua_State *L, int fromidx, int toidx);

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：

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static void stackDump(lua_State* L){     cout<<" begin dump lua stack"<<endl;     int i = 0;     int top = lua_gettop(L);     for (i = 1; i <= top; ++i) {         int t = lua_type(L, i);         switch (t) {             case LUA_TSTRING:             {                 printf("'%s' ", lua_tostring(L, i));             }                 break;             case LUA_TBOOLEAN:             {                 printf(lua_toboolean(L, i) ? "true " : "false ");             }break;             case LUA_TNUMBER:             {                 printf("%g ", lua_tonumber(L, i));             }                 break;             default:             {                 printf("%s ", lua_typename(L, t));             }                 break;         }     }     cout<<" end 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:

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//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：

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//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

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static const luaL_Reg lualibs[] =     {         {"base", luaopen_base},         {"io", luaopen_io},         {NULL, NULL}     };     const luaL_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

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std::string scriptPath = FileUtils::getInstance()->fullPathForFilename("hello.lua");     int status = luaL_loadfile(lua_state, scriptPath.c_str());     std::cout << " return: " << status << std::endl;     int result = 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：

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-- add two numbers function add ( x, y )     return x + 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：

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int luaAdd(lua_State *lua_state , int x, int y) {     int sum;     //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);     return sum; }

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：

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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

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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:

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for i=1,#arg do     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：

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local temp = {9, "hehehej"} -- temp[1]=9 -- temp[2]="See you space cowboy!" return temp,9,1

然后是C++代码：

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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)))         {             case LUA_TNUMBER:                 str_buf << "script returned the number: "                 << lua_tonumber(lua_state, lua_gettop(lua_state));                 break;             case LUA_TTABLE:                 str_buf << "script returned a table";                 break;             case LUA_TSTRING:                 str_buf << "script returned the string: "                 << lua_tostring(lua_state, lua_gettop(lua_state));                 break;             case LUA_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:

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[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