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Lua – C++堆栈操作分析

Lua和C/c++语言通信的主要方法是一个无处不在的虚拟栈。栈的特点是先进后出。

Lua堆栈就是一个struct，堆栈索引的方式可是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



后续博客将更多实践lua在开发环境的应用。当前主要实践lua与C++之间数据和函数之间的调用，同时查看lua虚拟栈的操作过程。

luac.lua

name = "luac"
version = 1
me = { name = "xchen", gender = "female" }
function add(a,b)
 return a+b
end

print("AddNumber from C----"..AddNumber(1,2))

main.cpp

定义一个查看lua虚拟栈的函数，用来实时查看栈的信息

static void stackDump(lua_State* L)
{
 cout << "\n-------------- dump lua stack start--------------" << endl;
 int i = 0;
 int top = lua_gettop(L); //获取栈顶下标
 for (i = top; i <= top; --i)
 {
 if (i == 0)
 {
 break;
 }
 int t = lua_type(L, i); //获取栈上数据类型
 switch (t)
 {
 case LUA_TSTRING:
 {
 printf("|INDEX='%d','LUA_TSTRING=%s'|\n", i,lua_tostring(L, i));
 }
 break;
 case LUA_TBOOLEAN:
 {
 printf("|INDEX='%d','LUA_TBOOLEAN=%s'|\n", i,lua_toboolean(L, i) ? "true" : "false");
 }
 case LUA_TNUMBER:
 {
 printf("|INDEX='%d','LUA_TNUMBER=%g'|\n", i,lua_tonumber(L, i));
 }
 break;
 default:
 {
 printf("|INDEX='%d','DEFAULT=%s'|\n", i,lua_typename(L, t));
 }
 break;
 }
 }
 cout << "-------------- dump lua stack end --------------\n" << endl;
}

1.lua调用c++函数接口

int add(lua_State* L)
{
 stackDump(L); //查看堆栈信息
 int a = lua_tonumber(L, -1);
 int b = lua_tonumber(L, -2);
 int sum = a + b;
 lua_pushnumber(L, sum);
 stackDump(L);
 return 1;
}
void luac()
{
 lua_State* lua_state = luaL_newstate();
 luaL_openlibs(lua_state);
 lua_register(lua_state, "AddNumber", add);
//注册C++函数指针和对应在lua调用的key-名字
 int ret = luaL_dofile(lua_state, "luac.lua");
...
}

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2.读取lua文件中的数据

void luac()
{
...
 //读取字符串
 lua_getglobal(lua_state, "name"); //入栈name
 std::cout << "name = " << lua_tostring(lua_state, -1) << std::endl;
 stackDump(lua_state);

 //读取数字
 lua_getglobal(lua_state, "version");
 std::cout << "version = " << lua_tonumber(lua_state, -1) << std::endl;
 stackDump(lua_state);

 //读取表
 lua_getglobal(lua_state, "me");
 if (!lua_istable(lua_state, -1))
 {
 std::cout << "error:it is not a table" << std::endl;
 }
 stackDump(lua_state);
...
}

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3.读取lua文件中table的数据

void luac()
{
...
 //读取表中的字段
 lua_getfield(lua_state, -1, "name");
 std::cout << "student name = " << lua_tostring(lua_state, -1) << std::endl;
 stackDump(lua_state);

 lua_getfield(lua_state, -2, "gender");
 std::cout << "student gender = " << lua_tostring(lua_state, -1) << std::endl;
 stackDump(lua_state);
...
}

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4.修改lua文件中table中的数据

void luac()
{
...
 //修改表中的字段
 lua_pushfstring(lua_state, "007");
 stackDump(lua_state);
 lua_setfield(lua_state, -4, "name");
 stackDump(lua_state);

 //读取修改后的表中的字段
 lua_getfield(lua_state, -3, "name");
 std::cout << "student newname = " << lua_tostring(lua_state, -1) << std::endl;
 stackDump(lua_state);
...
}

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5.读取lua文件中函数

void luac()
{
...
 //读取函数
 lua_getglobal(lua_state, "add");
 stackDump(lua_state);
 lua_pushnumber(lua_state, 15);
 stackDump(lua_state);
 lua_pushnumber(lua_state, 5);
 stackDump(lua_state);
 lua_pcall(lua_state, 2, 1, 0);//2-参数格式，1-返回值个数，调用函数，函数执行完，会将返回值压入栈
 std::cout << "5 + 15 = " << lua_tonumber(lua_state, -1) << std::endl;
 stackDump(lua_state);
...
}

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lua与C++的交互都是在lua的虚拟栈中操作，lua中的值都是由lua虚拟机去管理，整个过程类似，C++想要什么，就会放到lua的虚拟栈上， 然后lua提供了特定的API给C++操作，lua的中的数据的声明周期也是归lua去管理，所以也必须是有lua去创建这些数据。

1.C++想要获取lua文件中的某个值时，本身lua是一个table类型，key=value的键值结构，那么C++把key放到lua的栈顶，以便让lua可以操作

2.lua从堆栈（栈顶）获取到key,此时栈就会再次变为空

3.lua拿着这个key去lua的全局表（_G）查找key对应的value

4.全局表根据查询返回value给lua,lua把取得的value放入到堆栈（栈顶）

5.C++就可以从lua堆栈（栈顶）上取得value.

通过以上的代码示例和堆栈相关信息，就可以知道整个过程堆栈的入栈和出栈过程了！

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