LuaInterface简介

　　Lua是一种很好的扩展性语言，Lua解释器被设计成一个很容易嵌入到宿主程序的库。LuaInterface则用于实现Lua和CLR的混合编程。

（一）Lua from the CLR

　　测试环境：在VS2010中建一个C#控制台应用程序，并添加LuaInterface.dll的引用（安装LuaForWindows或直接下载LuaInterface都可得到该文件）。

　　LuaForWindows下载地址：http://luaforge.net/projects/luaforwindows/

　　LuaInterface下载地址：http://luaforge.net/projects/luainterface/ （下载luainterface-1.5.3，这里面的资源比较多，还有比较完整的示例代码，很有用的哦。）

　　LuaInterface.Lua类是CLR访问Lua解释器的主要接口，一个LuaInterface.Lua类对象就代表了一个Lua解释器（或Lua执行环境），Lua解释器可以同时存在多个，并且它们之间是完全相互独立的。

　　下面的简单代码展示了以下功能：

　　（1）CLR访问Lua的全局域： 下标/索引操作[]

　　（2）CLR新建Lua的table：NewTable

　　（3）CLR中执行Lua脚本代码或脚本文件：DoFile、DoString

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using LuaInterface;

namespace TestCSharpAndLuaInterface
{
        static void Main(string[] args)
        {
            // 新建一个Lua解释器，每一个Lua实例都相互独立
            Lua lua = new Lua();

            // Lua的索引操作[]可以创建、访问、修改global域，括号里面是变量名
            // 创建global域num和str
            lua["num"] = 2;
            lua["str"] = "a string";
            
            // 创建空table
            lua.NewTable("tab");

            // 执行lua脚本，着两个方法都会返回object[]记录脚本的执行结果
            lua.DoString("num = 100; print("i am a lua string")");
            lua.DoFile("C:\luatest\testLuaInterface.lua");
            object[] retVals = lua.DoString("return num,str");

            // 访问global域num和str
            double num = (double)lua["num"];
            string str = (string)lua["str"];

            Console.WriteLine("num = {0}", num);
            Console.WriteLine("str = {0}", str);
            Console.WriteLine("width = {0}", lua["width"]);
            Console.WriteLine("height = {0}", lua["height"]);
        }
    }
}

LuaIntrface自动对应Lua和CLR中的一些基础类型：
　　[nil, null]
　　[string, System.String]
　　[number, System.Double]
　　[boolean, System.Boolean]
　　[table, LuaInterface.LuaTable]
　　[function, LuaInterface.LuaFunction]
以上对应关系反之亦然。

特殊类型：userdata

　　（1）CLR中不能自动匹配Lua类型的对象（以上基础类型之外的类型）传给Lua时，转换为userdata，当Lua把这些userdata传回给CLR时，这些userdata又转换回原类型对象；
　　（2）Lua里面生成的userdata从Lua传到CLR时转换为LuaInterface.LuaUserData。

　　LuaTable和LuaUserData都有索引操作[]，用来访问或修改域值，索引可以为string或number。
　　LuaFunction和LuaUserData都有call方法用来执行函数，可以传入任意多个参数并返回多个值。

Lua调用CLR的函数：RegisterFunction方法用来将CLR函数注册进Lua解释器，供Lua代码调用，看下面这个例子：

namespace TestCSharpAndLuaInterface
{
    class TestClass
    {
        private int value = 0;

        public void TestPrint(int num)
        {
            Console.WriteLine("TestClass.TestPrint Called! value = {0}", value = num);
        }

        public static void TestStaticPrint()
        {
            Console.WriteLine("TestClass.TestStaticPrint Called!");
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Lua lua = new Lua();
            
            TestClass obj = new TestClass();
            // 注册CLR对象方法到Lua，供Lua调用
            lua.RegisterFunction("LuaTestPrint", obj, obj.GetType().GetMethod("TestPrint"));    // 也可用 typeof(TestClass).GetMethod("TestPrint")
            // 注册CLR静态方法到Lua，供Lua调用
            lua.RegisterFunction("LuaStaticPrint", null, typeof(TestClass).GetMethod("TestStaticPrint"));

            lua.DoString("LuaTestPrint(10)");
            lua.DoString("LuaStaticPrint()");
        }
    }
}

（二）CLR from Lua

（1）加载和实例化CLR类型

测试环境有两种方式：

　　第一种：纯Lua文件中进行测试

　　将LuaForWindows安装的LuaInterface.dll和luanet.dll都拷贝到自己注册的环境变量的目录下，比如我的是"C:\luatest\"，然后就可以在Lua编辑器中编写测试代码了，如下：

--package.cpath  = "C:\luatest\?.dll"

require "luanet"

--加载CLR的类型、实例化CLR对象
luanet.load_assembly("System.Windows.Forms")
luanet.load_assembly("System.Drawing")
Form = luanet.import_type("System.Windows.Forms.Form")
StartPosition = luanet.import_type("System.Windows.Forms.FormStartPosition")

print(Form)
print(StartPosition)

　　上面的代码演示了如果利用LuaInterface的luanet在Lua中加载CLR的类型。在配置编译环境的时候一定要注意将两个dll同时拷贝到一个目录下，因为luanet.dll是依赖LuaInterfce.dll的。

　　第二种：在C#工程中测试

　　还是在外部单独编写lua代码文件，然后在C#工程中使用lua.DoFile接口运行lua代码。这种方式比较灵活并且能够更方便的测试LuaInterface所提供的各项功能，我们后面的测试代码均是在这种模式系下进行测试。

　　这种模式下就不需要在lua脚本中手动require "luanet"了，因为已经手动将LuaInterface的引用添加到工程中了，lua脚本中直接使用luanet就可以访问各接口了。

　　luanet.load_assembly函数：加载CLR程序集；

　　luanet.import_type函数：加载程序集中的类型；

　　luanet.get_constructor_bysig函数：显示获取某个特定的构造函数；

　　c#主要代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using LuaInterface;

namespace TesLuaInterface
{
    class TestClass2
    {
        public TestClass2(string str)
        {
            Console.WriteLine("called TestClass2(string str) str = {0}", str);
        }

        public TestClass2(int n)
        {
            Console.WriteLine("called TestClass2(int n) n = {0}", n);
        }

        public TestClass2(int n1, int n2)
        {
            Console.WriteLine("called TestClass2(int n1, int n2) n1 = {0}, n2 = {1}", n1, n2);
        }
    }

        // 加载和实例化CLR类型
        static void Main(string[] args)
        {
            Lua lua = new Lua();

            lua.DoFile("C:\luatest\testLuaNet.lua");
        }
    }
}

　　lua主要代码如下：

-- 加载自定义类型，先加载程序集，在加载类型
luanet.load_assembly("TestEnvi")
TestClass = luanet.import_type("TesLuaInterface.TestClass2")

obj1 = TestClass(2, 3)    -- 匹配public TestClass2(int n1, int n2)
obj2 = TestClass("x")    -- 匹配public TestClass2(string str)
obj3 = TestClass(3)        -- 匹public TestClass2(string str)

TestClass_cons2 = luanet.get_constructor_bysig(TestClass, 'System.Int32')
obj3 = TestClass_cons2(3)    -- 匹配public TestClass2(int n)

　　TestEnvi为我建的工程代码的程序集名字，这一项是可以在工程属性中进行设置的，TestLuaInterface为测试代码的命名空间。

　　从上面的构造函数的匹配可以看出，LuaInterface匹配构造函数的规律：

　　LuaInterface匹配第一个能够匹配的构造函数，在这个过程中，numerical string（数字字符串）会自动匹配number，而number可以自动匹配string，所以TestClass(3)匹配到了参数为string的构造函数。

　　如果一定要手动匹配某个构造函数，则可以使用luanet.get_constructor_bysic函数。

（2）访问CLR类型对象的字段和方法

　　Lua代码中，访问CLR类型对象的字段的方式和访问table的键索引一样，比如button1.Text、button["Text"]；

　　Lua代码中，访问CLR类型对象的函数的方式和调用table的函数一样，比如form:ShowDialog()。

　　规则很简单，但在访问函数的时候，有以下几种情况需要注意的：

　　（a）当有重载函数时，函数的匹配过程和上面提到的构造函数的匹配过程一样，自动匹配第一个能够匹配的函数。如果一定要手动调用某个特定参数的函数，可以使用luanet.get_method_bysig函数来制定，比如：

　　setMethod=get_method_bysig(obj,'setValue','System.String')"
　　setMethod('str')

　　（b）当函数有out或ref参数时，out参数和ref参数和函数的返回值一起返回，并且调用函数时out参数不需要传入，比如：

    -- calling int obj::OutMethod1(int,out int,out int)
    retVal,out1,out2 = obj:OutMethod1(inVal)
    -- calling void obj::OutMethod2(int,out int)
    retVal,out1 = obj:OutMethod2(inVal) -- retVal ser´a nil
    -- calling int obj::RefMethod(int,ref int)

　　（c）如果一个对象有两个Interface，并且两个Interface都有某个同名函数比如，IFoo.method()和IBar.method()，这种情况下obj["IFoo.method"]表示访问前者。

　　访问CLR类型对象的字段和函数的示例代码如下：

luanet.load_assembly("System.Windows.Forms")
luanet.load_assembly("System.Drawing")
Form = luanet.import_type("System.Windows.Forms.Form")
Button = luanet.import_type("System.Windows.Forms.Button")
Point = luanet.import_type("System.Drawing.Point")
StartPosition = luanet.import_type("System.Windows.Forms.FormStartPosition")

form1 = Form()
button1 = Button()
button2 = Button()
position = Point(10, 10)
start_position = StartPosition.CenterScreen

button1.Text = "OK"
button2["Text"] = "Cancel"
button1.Location = position
button2.Location = Point(button1.Left, button1.Height + button1.Top + 10)
form1.Controls:Add(button1)
form1.Controls:Add(button2)
form1.StartPosition = start_position
form1:ShowDialog()

（3）事件处理，添加和删除事件委托

　　LuaInterface为Event提供了Add和Remove函数来注册和移除事件处理函数。Add函数传入一个Lua函数，将其转换为一个CLR委托（delegate），并返回这个委托。

function handle_mouseup(sender,args)
　　print(sender:ToString() .. ’ MouseUp!’)
　　button.MouseUp:Remove(handler)
end
handler = button.MouseUp:Add(handle_mouseup)

（4）LuaInterface三种扩展CLR的方法

　　LuaInterface提供了三种扩展CLR的方法，第一种就是上面提到的添加委托的方式，在需要delegate的地方传入Lua function，LuaInterface利用Lua function创建一个CLR delegate 并传入CLR。　　

　　第二种是在需要CLR Interface实例的地方传入一个Lua Table，比如：

-- interface ISample { int DoTask(int x, int y); }
-- SomeType.SomeMethod signature: int SomeMethod(ISample i)
-- obj is instance of SomeType
sum = {}
function sum:DoTask(x,y)
return x+y
end
-- sum is converted to instance of ISample
res = obj:SomeMethod(sum)

　　如果Interface里面有多个重载接口，那么Lua Table需要实现每一个版本的接口函数，并且要注意out和ref参数的处理：

-- interface ISample2 { void DoTask1(ref int x, out int y);
-- int DoTask2(int x, out int y); }
-- SomeType.SomeMethod signature: int SomeMethod(ISample i)
-- obj is instance of SomeType
inc = {}
function inc:DoTask1(x)
return x+1,x
end
function inc:DoTask2(x)
return x+1,x
end
res = obj:SomeMethod(sum)

　　第三种是利用Lua Table继承CLR Class，也就是用Table作为其子类，这里CLR Class必须拥有virtual函数，并且Lua Table必须至少重写一个virtual函数。主要相关函数是luanet.make_object。

-- class SomeObject {
-- public virtual int SomeMethod(int x, int y) { return x+y; } }
-- SomeType.SomeMethod signature: int SomeMethod(SomeObject o)
-- obj is instance of SomeType
some_obj = { const = 4 }
function some_obj:SomeMethod(x,y)
local z = self.base:SomeMethod(x,y)
return z*self.const
end
SomeObject = luanet.import_type(’SomeObject’)
luanet.make_object(some_obj,SomeObject)
res = some_obj:SomeMethod(2,3) -- returns 20
res = some_obj:ToString() -- calls base method
res = obj:SomeMethod(some_obj) -- passing as argument

　　因为Table作为子类实例，那么就可以在需要Class的地方传入这个Table实例。注意，如果Table没有重写任何virtual函数，则直接返回父类对象。当然，作为子类，可以直接访问父类中其他的还接口。

　　以上三种归纳起来就是：Lua Function-->CLR delegate、Lua Table-->CLR Interface、 Lua Table-->CLR Class。