C语言和Lua交互(一)

　　Lua可作为扩展性语言（Lua可以作为程序库用来扩展应用的功能），同时也是个可扩展的语言（Lua程序中可以注册由其他语言实现的函数）。
　　Lua和C通信的主要方法是通过一个虚拟栈来完成，lua提供了C API对栈进行操作。几乎所有的API调用都是对栈上的值进行操作，所有C与Lua之间的数据交换也都通过这个栈来完成。另外，你也可以使用栈来保存临时变量。
　　C API是一个C代码与Lua进行交互的函数集。他由以下部分组成：读写Lua全局变量的函数、调用Lua函数的函数、运行Lua代码片断的函数、注册C函数然后可以在Lua中被调用的函数，等等。

　　API用索引来访问栈中的元素，堆栈索引可以是正数也可以是负数。
　　区别是：正数索引1永远表示栈底，负数索引-1永远表示栈顶。
　　
　　
　　Lua以一个严格的LIFO规则（后进先出；也就是说，始终存取栈顶）来操作栈：　
　　(1)C调用Lua时，返回结果只会改变栈顶部分。
　　(2)编写C代码比较自由，可以查询栈上的任何元素，在任何一个位置插入和删除元素。　　　　

在调用C API时有几个重要的头文件，这几个头文件都是lua源代码，可以直接下载使用：
　　(1)lua.h：Lua基础函数库，对栈的基本操作都在里面实现，lua_前缀
　　(2)lauxlib.h：辅助库，luaL_前缀，利用lua.h实现的更高层的抽象
　　(3)lualib.h：为了保持Lua的苗条，所有的标准库以单独的包提供，所以如果你不需要就不会强求你使用它们。头文件lualib.h定义了打开这些库的函数。例如，调用luaopen_io，以创建io table并注册I/O函数（io.read,io.write等等）到Lua环境中。

C API参考手册：http://www.lua.org/manual/5.3/
云风翻译中文手册：http://cloudwu.github.io/lua53doc/contents.html

常用辅助函数：

lua_State *luaL_newstate (void);//创建一个新环境(新的Lua状态)void luaL_openlibs (lua_State *L);//打开指定状态机中的所有 Lua 标准库。如:print,pcallint luaL_loadstring (lua_State *L, const char *s); //将一个字符串加载为  Lua  代码块。int luaL_loadfile (lua_State *L, const char *filename);//把一个文件加载为  Lua  代码块。 int luaL_loadfilex (lua_State *L, const char *filename,const char *mode);int luaL_loadbuffer (lua_State *L,const char *buff,size_t sz,const char *name);int luaL_loadbufferx (lua_State *L,const char *buff,size_t sz,const char *name,const char *mode);

常用的基础函数：

压入栈元素　　

void lua_pushnil (lua_State *L);//将空值压栈。void lua_pushboolean (lua_State *L, int bool);void lua_pushnumber (lua_State *L, double n);//把一个值为 n 的浮点数压栈。void lua_pushlstring (lua_State *L, const char *s, size_t length);void lua_pushstring (lua_State *L, const char *s);//将指针  s 指向的零结尾的字符串压栈。 因此  s 处的内存在函数返回后，可以释放掉或是立刻重用于其它用途。 返回内部副本的指针。 

检查一个元素能否被转换成指定的类型。

　　int lua_isnil (lua_State *L, int index);//当给定索引的值是 nil 时，返回 1 ，否则返回 0 。　　int lua_isnumber (lua_State *L, int index);//当给定索引的值是一个数字，或是一个可转换为数字的字符串时，返回1，否则返回 0 。　　int lua_isstring (lua_State *L, int index);//当给定索引的值是一个字符串或是一个数字  （数字总能转换成字符串）时，返回 1 ，否则返回 0 。　　int lua_istable (lua_State *L, int index);//当给定索引的值是一张表时，返回 1 ，否则返回 0 。　　int lua_isboolean (lua_State *L, int index);//当给定索引的值是一个布尔量时，返回 1 ，否则返回 0 。　　int lua_isfunction (lua_State *L, int index);//当给定索引的值是一个函数（ C 或 Lua 函数均可）时，返回 1 ，否则返回0 。

从栈中获得值。即使给定的元素类型不正确，调用这些函数也没问题。

int lua_toboolean (lua_State *L, int index);double lua_tonumber (lua_State *L, int index);const char * lua_tostring (lua_State *L, int index);

　　Lua_tostring函数返回一个指向字符串的内部拷贝的指针。你不能修改它（使你想起那里有一个const）。只要这个指针对应的值还在栈内，Lua会保证这个指针一直有效。当一个C函数返回后，Lua会清理他的栈，所以，有一个原则：永远不要将指向Lua字符串的指针保存到访问他们的外部函数中。

　　size_t lua_strlen (lua_State *L, int index);//返回字符串的实际长度。　　int lua_checkstack(lua_State *L, int sz);//检查栈空间。默认有20个空闲的记录，lua.h中的LUA_MINSTACK宏定义了这个常量。　　int lua_type (lua_State *L, int idx);//返回栈中元素的类型；　　const char* lua_typename(lua_State *L, int tp);//返回type对应的名字字符串，第二个参数为lua_type返回的类型　　void luaL_checktype (lua_State *L, int arg, int t);//返回参数arg是否是类型t，第三个参数为lua_type的取值。

　　在lua.h头文件中，每种类型都被定义为一个常量：LUA_TNIL、LUA_TBOOLEAN、LUA_TNUMBER、LUA_TSTRING、LUA_TTABLE、LUA_TFUNCTION、LUA_TUSERDATA以及LUA_TTHREAD。

　　int lua_gettop (lua_State *L);//返回栈中元素个数，它也是栈顶元素的索引。　　void lua_settop (lua_State *L, int index);//设置栈顶元素的索引，相当于设置栈的大小。如果开始的栈顶高于新的栈顶，顶部的值被丢弃。否则，为了得到指定的大小这个函数压入相应个数的空值（nil）到栈上。lua_settop(L,0)：清空堆栈。　　#define lua_pop(L,n) lua_settop(L, -(n)-1);//宏定义，弹出n个元素。　　void lua_pushvalue (lua_State *L, int index);//压入堆栈上指定索引的一个抟贝到栈顶，等于拷贝index处的元素，然后添加到栈顶。　　void lua_remove (lua_State *L, int index);//移除指定索引的元素，并将其上面所有的元素下移来填补这个位置的空白。　　void lua_insert (lua_State *L, int index);//移动栈顶元素到指定索引的位置，并将这个索引位置上面的元素全部上移至栈顶被移动留下的空隔。　　void lua_replace (lua_State *L, int index);//从栈顶弹出元素值并将其设置到指定索引位置，没有任何移动操作。

Lua和C简单交互代码：

#include <stdio.h>#include <string.h>#include "lua.h"#include "lauxlib.h"#include "lualib.h"int main(void){    char buff[256];    int error;    lua_State *L = luaL_newstate(); //打开Lua,创建一个新环境(新的Lua状态)    luaL_openlibs(L);   //打开标准库, 如: print, pcall    //接收用户输入lua代码, 并编译解析    while(fgets(buff,sizeof(buff),stdin)!=NULL){        error = luaL_loadbuffer(L,buff,strlen(buff),"line")||lua_pcall(L,0,0,0);//luaL_loadbuffer编译Lua代码(没有错误则压入栈),lua_pcall执行        if(error){            //执行或编译错误lua_tostring打印错误信息            fprintf(stderr,"%s\n",lua_tostring(L,-1));            lua_pop(L,1);   //从栈中弹出错误消息        }    }    lua_close(L);//关闭lua状态    return 0;}

编译代码

gcc -lm  -g -o testlua testlua.c /usr/local/lib/liblua.a -ldl

运行程序，输入lua代码
例如: print “aaaaa”

Lua和C++简单交互代码：

#include <iostream>#include <string.h>using namespace std;//告诉编译器要采用c编译的方式，而不是c++编译的方式。extern "C"{    #include "lua.h"    #include "lauxlib.h"    #include "lualib.h"}int main(void){    char buff[256];    int error;    lua_State *L = luaL_newstate(); //打开Lua,创建一个新环境(新的Lua状态)    luaL_openlibs(L);   //打开标准库, 如: print, pcall    //接收用户输入lua代码, 并编译解析    while(fgets(buff,sizeof(buff),stdin)!=NULL){        error = luaL_loadbuffer(L,buff,strlen(buff),"line")||lua_pcall(L,0,0,0);//luaL_loadbuffer编译Lua代码(没有错误则压入栈),lua_pcall执行        if(error){            //执行或编译错误lua_tostring打印错误信息            fprintf(stderr,"%s\n",lua_tostring(L,-1));            lua_pop(L,1);   //从栈中弹出错误消息        }    }    lua_close(L);//关闭lua状态    return 0;}

主要区别是extern “C”
由于lua源码是C编写的，所以需要告知编译器编译时使用C的方式编译，而不是C++的方式编译

编译代码：

g++ -lm  -g -o testlua1 testlua1.cpp /usr/local/lib/liblua.a -ldl

运行程序，输入lua代码
例如: print “aaaaa”