## C 包 Lua和C是很容易結合的，使用C為Lua寫包。 與Lua中寫包不同，C包在使用以前必須首先加載并連接，在大多數系統中最容易的實現方式是通過動態連接庫機制。 Lua在一個叫loadlib的函數內提供了所有的動態連接的功能。這個函數有兩個參數:庫的絕對路徑和初始化函數。所以典型的調用的例子如下: ```lua local path = "/usr/local/lua/lib/libluasocket.so" local f = loadlib(path, "luaopen_socket") ``` loadlib函數加載指定的庫并且連接到Lua，然而它并不打開庫（也就是說沒有調用初始化函數），反之他返回初始化函數作為Lua的一個函數，這樣我們就可以直接在Lua中調用他。 如果加載動態庫或者查找初始化函數時出錯，loadlib將返回nil和錯誤信息。我們可以修改前面一段代碼，使其檢測錯誤然后調用初始化函數： ```lua local path = "/usr/local/lua/lib/libluasocket.so" -- 或者 path = "C:\\windows\\luasocket.dll"，這是 Window 平臺下 local f = assert(loadlib(path, "luaopen_socket")) f() -- 真正打開庫 ``` 一般情況下我們期望二進制的發布庫包含一個與前面代碼段相似的stub文件，安裝二進制庫的時候可以隨便放在某個目錄，只需要修改stub文件對應二進制庫的實際路徑即可。 將stub文件所在的目錄加入到LUA\_PATH，這樣設定后就可以使用require函數加載C庫了。 --- # C －lua 混合編程 Lua可以調用C函數的能力將極大的提高Lua的可擴展性和可用性。對于有些和操作系統相關的功能，或者是對效率要求較高的模塊，我們完全可以通過C函數來實現，之后再通過Lua調用指定的C函數。對于那些可被Lua調用的C函數而言，其接口必須遵循Lua要求的形式，即 ```cpp typedef int (*lua_CFunction)(lua_State* L) ``` 。簡單說明一下，該函數類型僅僅包含一個表示Lua環境的指針作為其唯一的參數，實現者可以通過該指針進一步獲取Lua代碼中實際傳入的參數。返回值是整型，表示該C函數將返回給Lua代碼的返回值數量，如果沒有返回值，則return 0即可。需要說明的是，C函數無法直接將真正的返回值返回給Lua代碼，而是通過虛擬棧來傳遞Lua代碼和C函數之間的調用參數和返回值的。這里我們將介紹兩種Lua調用C函數的規則。 1. C函數作為應用程序的一部分。 ```cpp #include <stdio.h> #include <string.h> #include <lua.hpp> #include <lauxlib.h> #include <lualib.h> //待Lua調用的C注冊函數。 static int add2(lua_State* L) { //檢查棧中的參數是否合法，1表示Lua調用時的第一個參數(從左到右)，依此類推。 //如果Lua代碼在調用時傳遞的參數不為number，該函數將報錯并終止程序的執行。 double op1 = luaL_checknumber(L,1); double op2 = luaL_checknumber(L,2); //將函數的結果壓入棧中。如果有多個返回值，可以在這里多次壓入棧中。 lua_pushnumber(L,op1 + op2); //返回值用于提示該C函數的返回值數量，即壓入棧中的返回值數量。 return 1; } //另一個待Lua調用的C注冊函數。 static int sub2(lua_State* L) { double op1 = luaL_checknumber(L,1); double op2 = luaL_checknumber(L,2); lua_pushnumber(L,op1 - op2); return 1; } const char* testfunc = "print(add2(1.0,2.0)) print(sub2(20.1,19))"; int main() { lua_State* L = luaL_newstate(); luaL_openlibs(L); //將指定的函數注冊為Lua的全局函數變量，其中第一個字符串參數為Lua代碼 //在調用C函數時使用的全局函數名，第二個參數為實際C函數的指針。 lua_register(L, "add2", add2); lua_register(L, "sub2", sub2); //在注冊完所有的C函數之后，即可在Lua的代碼塊中使用這些已經注冊的C函數了。 if (luaL_dostring(L,testfunc)) printf("Failed to invoke.\n"); lua_close(L); return 0; } ``` 1. C函數庫成為Lua的模塊。 將包含C函數的代碼生成庫文件，如Linux的so，或Windows的DLL，同時拷貝到Lua代碼所在的當前目錄，或者是LUA\_CPATH環境變量所指向的目錄，以便于Lua解析器可以正確定位到他們。在我當前的Windows系統中，我將其copy到"C:\Program Files\Lua\5.1\clibs\"，這里包含了所有Lua可調用的C庫。見如下C語言代碼和關鍵性注釋： ```cpp #include <stdio.h> #include <string.h> #include <lua.hpp> #include <lauxlib.h> #include <lualib.h> //待注冊的C函數，該函數的聲明形式在上面的例子中已經給出。 //需要說明的是，該函數必須以C的形式被導出，因此extern "C"是必須的。 //函數代碼和上例相同，這里不再贅述。 extern "C" int add(lua_State* L) { double op1 = luaL_checknumber(L,1); double op2 = luaL_checknumber(L,2); lua_pushnumber(L,op1 + op2); return 1; } extern "C" int sub(lua_State* L) { double op1 = luaL_checknumber(L,1); double op2 = luaL_checknumber(L,2); lua_pushnumber(L,op1 - op2); return 1; } //luaL_Reg結構體的第一個字段為字符串，在注冊時用于通知Lua該函數的名字。 //第一個字段為C函數指針。 //結構體數組中的最后一個元素的兩個字段均為NULL，用于提示Lua注冊函數已經到達數組的末尾。 static luaL_Reg mylibs[] = { {"add", add}, {"sub", sub}, {NULL, NULL} }; //該C庫的唯一入口函數。其函數簽名等同于上面的注冊函數。見如下幾點說明： //1. 我們可以將該函數簡單的理解為模塊的工廠函數。 //2. 其函數名必須為luaopen_xxx，其中xxx表示library名稱。Lua代碼require "xxx"需要與之對應。 //3. 在luaL_register的調用中，其第一個字符串參數為模塊名"xxx"，第二個參數為待注冊函數的數組。 //4. 需要強調的是，所有需要用到"xxx"的代碼，不論C還是Lua，都必須保持一致，這是Lua的約定， // 否則將無法調用。 extern "C" __declspec(dllexport) int luaopen_mytestlib(lua_State* L) { const char* libName = "mytestlib"; luaL_register(L,libName,mylibs); return 1; } ``` lua調用代碼如下： ```lua require "mytestlib" --指定包名稱 --在調用時，必須是package.function print(mytestlib.add(1.0,2.0)) print(mytestlib.sub(20.1,19)) ```