一个使用c++在lua中创建自定义数据类型的简易方法

lua是一个内嵌式的语言，很多初学者对于lua中使用c++类中的函数，或者用c++直接创建一个自己的自定义数据类型比较头疼，因为这部分确实比较乱，牵扯到内存释放分配等问题，但是如果把其中关系理清，还是很简单的，下面这段代码是一个老外写的，我做了一些修改。首先看代码。

 

#ifndef LUNA_H#define LUNA_H 1/***************************************************************************** This program is free software. It comes without any warranty, to ** the extent permitted by applicable law. You can redistribute it ** and/or modify it under the terms of the Do What The Fuck You Want ** To Public License, Version 2, as published by Sam Hocevar. See ** http://sam.zoy.org/wtfpl/COPYING for more details. *****************************************************************************//******************************************************************************* 这是一个自由传播修改的文件，如果你够厚道就保留下我的签名吧 ** Edit by fox ** 2010-4-13 ** http://blog.csdn.net/limiteee *******************************************************************************/// convenience macros//注册一个自定义类型，并用该类名创建一个元表#define luna_register(L, klass) (Luna<klass>::Register((L)))//注册一个自定义数据类型，并用该类名创建一个元表，该类必须是一个Ogre::Singleton的派生类，一般用于lua访问c环境中全局唯一实例的类#define luna_register_singleton(L, klass) (Luna<klass>::Register_singleton((L)))#define luna_registermetatable(L, klass) (Luna<klass>::RegisterMetatable((L)))#define luna_inject(L, klass, t) (Luna<klass>::inject((L), (t)))#define luna_flag_meta_func0#define luna_flag_func1/*----------------------------------------------------------------------------------------------------------LUNA_CLASS_D_DEFAULT_VALS需要写在类声明中LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_CLASSNAME写在类实现中LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_START开始进行lua声明，必须以这个宏开始LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_ENDlua声明结束，必须以这个宏结束LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_USER进行用户自定义函数的lua声明LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_META_FUNCNAME_USER定义一个元表的方法LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_META_FUNCNAME_ALIAS_USER定义一个元表的方法，并且使用指定的别名BUILD_LUACLASS在lua中创建一个指定类的自定义数据，new一个该类指针赋予这个自定义数据BUILD_LUACLASS_LP在lua中创建一个指定类的自定义数据，使用一个已经存在的该类指针赋予这个自定义数据cLinkName可以是任何类，没有规定，这个类只是给lua类进行访问的。cName是lua类，这个类将可以在lua中访问----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/#define LUNA_CLASS_D_DEFAULT_VALS(cName,cLinkName) /public: /static cLinkName *m_pLink; /static const char className[]; /static const Luna<cName>::RegType Register[];#define LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_CLASSNAME(cName,cLinkName) /cLinkName *cName::m_pLink = 0; /const char cName::className[] = #cName;#define LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_CLASSNAME_ALIAS(cName,cLinkName,Alias) /cLinkName *cName::m_pLink = 0; /const char cName::className[] = Alias;#define LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_START(cName) /const Luna<cName>::RegType cName::Register[] = {#define LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_USER(fName,cName) /{#fName,&cName::fName},#define LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_ALIAS_USER(fName,cName,Alias) /{Alias,&cName::fName},#define LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_END{ 0 }};#define LUNA___INDEX_FUNCTION-1#define BUILD_LUACLASS(ClassName, L)Luna<ClassName>::constructor( L )#define BUILD_LUACLASS_LP(ClassName, L, ClassPtr)Luna<ClassName>::constructor_lightptr( L, ClassPtr );////extern "C" {//#include "lua.h"//#include "lualib.h"//#include "lauxlib.h"//}#include "lua.hpp"template<class T> class Luna {public://注册唯一实例的对象------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------static void Register_singleton(lua_State *L) {const char* cn = T::className;lua_pushcfunction(L, &Luna<T>::constructor_singleton);lua_setglobal(L, T::className); // T() in lua will make a new instance.}//使用一个c环境中已存在的指针创建一个自定义数据，该指针需要c来释放，这个方法没有注册gc函数static int constructor_lightptr(lua_State *L, T* obj) {return inject_singleton(L, obj);}//使用一个Ogre::Singleton的派生类的指针创建一个自定义数据，该指针需要c来释放，这个方法没有注册gc函数static int constructor_singleton(lua_State *L) {return inject_singleton(L, static_cast<T*>(T::getSingletonPtr()));}static int inject_singleton(lua_State *L, T* obj) {//创建一个自定义数据，返回一个指向指针的指针,这里不使用light udata是因为我们需要lua为我们管理内存回收T** a = static_cast<T**>(lua_newuserdata(L, sizeof(T*)));*a = obj; // 指针的指针赋值const char *cn = T::className;int rt = luaL_newmetatable(L, T::className); // get (or create) the unique metatableif ( rt ){//设置一个默认的__index函数lua_pushstring(L, "__index");lua_pushnumber(L, LUNA___INDEX_FUNCTION);lua_pushcclosure(L, &Luna<T>::thunk, 1);lua_settable(L, -3);//-----------------------------------------------------------------------//为元表添加方法for (int i = 0; T::Register[i].name; i++) { // register the functionslua_pushstring(L, T::Register[i].name);lua_pushnumber(L, i); // let the thunk know which method we meanlua_pushcclosure(L, &Luna<T>::thunk, 1);lua_settable(L, -3); // self["function"] = thunk("function")}}//-----------------------------------------------------------------------lua_setmetatable(L, -2); //将自定义数据的元表设置为刚刚创建的表return 1;}//这里注册可自动回收的对象---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------static void Register(lua_State *L) {const char* cn = T::className;lua_pushcfunction(L, &Luna<T>::constructor);lua_setglobal(L, T::className); // T() in lua will make a new instance.}static int constructor(lua_State *L) {return inject(L, new T(L));}static int inject(lua_State *L, T* obj) {//创建一个自定义数据，返回一个指向指针的指针,这里不使用light udata是因为我们需要lua为我们管理内存回收T** a = static_cast<T**>(lua_newuserdata(L, sizeof(T*)));*a = obj; // 指针的指针赋值const char *cn = T::className;int rt = luaL_newmetatable(L, T::className); // get (or create) the unique metatableif ( rt ){//设置一个默认的__index函数lua_pushstring(L, "__index");lua_pushnumber(L, LUNA___INDEX_FUNCTION);lua_pushcclosure(L, &Luna<T>::thunk, 1);lua_settable(L, -3);//设置自动销毁函数lua_pushstring(L, "__gc");lua_pushcfunction(L, &Luna<T>::gc_obj);lua_settable(L, -3); // metatable["__gc"] = Luna<T>::gc_obj//-----------------------------------------------------------------------//为元表添加方法for (int i = 0; T::Register[i].name; i++) { // register the functionslua_pushstring(L, T::Register[i].name);lua_pushnumber(L, i); // let the thunk know which method we meanlua_pushcclosure(L, &Luna<T>::thunk, 1);lua_settable(L, -3); // self["function"] = thunk("function")}}//-----------------------------------------------------------------------lua_setmetatable(L, -2); //将自定义数据的元表设置为刚刚创建的表return 1;}static int thunk(lua_State *L) {// redirect method call to the real thingint d = lua_gettop(L);int i = (int)lua_tonumber(L, lua_upvalueindex(1)); // which function?T** obj = static_cast<T**>(luaL_checkudata(L, 1, T::className));//第一个参数就是他自己//察看第二个参数是什么int iType = lua_type(L, 2);if (iType == LUA_TSTRING) {//如果第二个参数是字符型，那么它可能是一个call调用int rt = call_obj(L);//如果调用发现同名函数那么执行它，并且返回if ( rt ) {return rt;}}//每次调用使用的是目标对象来调用，所以函数访问的内部变量就是他自己的return ((*obj)->*(T::Register[i].mfunc))(L); // execute the thunk}static int call_obj(lua_State *L) {int d = lua_gettop(L);T** obj = static_cast<T**>(luaL_checkudata(L, 1, T::className));//第一个参数就是他自己const char* funcname = lua_tostring(L, 2);for (int i = 0; T::Register[i].name; i++) {if( strcmp( funcname, T::Register[i].name ) == 0 ) {//找到这个函数，并且返回它lua_pushnumber(L, i); // let the thunk know which method we meanlua_pushcclosure(L, &Luna<T>::thunk, 1);return 1;}}return 0;}static int gc_obj(lua_State *L) {// clean up//printf("GC called: %s/n", T::className);T** obj = static_cast<T**>(luaL_checkudata(L, -1, T::className));delete (*obj);return 0;}struct RegType {const char *name;int(T::*mfunc)(lua_State*);};};#endif /* LUNA_H */  

---

 

 

以上是一个头文件，包含到代码中，直接就可以使用。

 

这段代码的用处是将一个c++类包装成lua中的自定义数据类型。

 

在类声明中要添加如 LUNA_CLASS_D_DEFAULT_VALS宏：

 

class aa{ int luaprint(lua_State* l) { std::string subitemString = luaL_checkstring( l, 2 ); printf( subitemString.c_str() ); printf( "/n" ); return 0; } LUNA_CLASS_D_DEFAULT_VALS(aa,void)}

这个类实现了一个luaprint函数，他只会输出一个字符串。

在类声明的最后，要把这个宏加上，宏的第一个参数是类名，第二个参数是一个任意类型的指针，目前没用。

 

我们现在看看LUNA_CLASS_D_DEFAULT_VALS是什么

 

#define LUNA_CLASS_D_DEFAULT_VALS(cName,cLinkName) / public: / static cLinkName *m_pLink; / static const char className[]; / static const Luna<cName>::RegType Register[];

 

这个宏在类中添加了3个变量，其中m_pLink目前没用，className是一个字符串数组，用来保存类名，而Register是一个RegType类型的数组。

RegType是一个结构如下：

 struct RegType {
  const char *name;
  int(T::*mfunc)(lua_State*);
 };

这个结构保存一个c++类中的函数。他将在下面的部分进行初始化。

 

下面将要在类声明外进行刚刚那些变量的初始化工作，他们是由下面这些宏组成

 

LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_CLASSNAME(aa,void)
LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_START(aa)

LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_USER(luaprint,aa)
LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_END

 

首先LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_CLASSNAME宏初始化m_pLink和className变量，而下面三个宏初始化RegType变量。

如果类中还有其他函数，并且他符合int(T::*mfunc)(lua_State*);的样式，那么就可以用LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_USER添加进来。

 

那么，这个类就已经包装好，等待放到lua中。之所以说等待，是因为我们需要将这个类注册到lua中，好让lua知道，这样我们在lua中才能调用。

 

注册方法是，在程序启动的时候调用luna_register( ls, aa )宏。

其中ls是lua_state，aa是刚刚包装的类

 

至此，在lua中之需要下面这样，就可以轻松调用c函数了

 

local test = aa()

test:luaprint("123")

 

 

---

以上是这个luna模板最基本的应用

其他还有

LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_ALIAS_USER用于将一个函数声明为其他名称，比如想实现lua中元表的__index函数：

LUNA_CLASS_D_INIT_VALS_FUNCNAME_ALIAS_USER(luaprint,aa,"__index")

这样，当任何对自定义函数的取值操作，都将调用luaprint函数，当然，如果不修改luaprint函数，结果肯定是错误的，__index函数必须返回一个值。

 

 

luna_register_singleton 宏用于注册一个Ogre::Singleton的派生类，一般用于lua访问c环境中全局唯一实例的类

 

BUILD_LUACLASS宏用于创建一个已经注册的类的新实例，并且放到当前堆栈中。

BUILD_LUACLASS_LP宏用于创建一个已经注册的类，其指针是c++提供，并且由c++释放。