Lua簡介：開發《魔獸爭霸》和《憤怒的小鳥》的語言
一年前，蘋果決定在iOS系統上使用Lua語言，凡是Objective-C能做的，Lua也能做！《憤怒的小鳥》的成功讓開發者開始關注Lua語言。
Lua 是一個小巧的腳本語言。作者是巴西人。該語言的設計目的是為了嵌入應用程序中，從而為應用程序提供靈活的擴展和定制功能。它的主頁是 www.lua.org。
1. Lua的特點
Lua最著名的應用是在暴雪公司的網絡游戲《魔獸爭霸》和iOS著名應用《憤怒的小鳥》中。
Lua腳本可以很容易的被C/C++代碼調用，也可以反過來調用C/C++的函數，這使得Lua在應用程序中可以被廣泛應用。不僅僅作為擴展腳本，也可以作為普通的配置文件，代替XML,Ini等文件格式，并且更容易理解和維護。
Lua由標準C編寫而成，代碼簡潔優美，幾乎在所有操作系統和平臺上都可以編譯，運行。一個完整的Lua解釋器不過200k，在目前所有腳本引擎中，Lua的速度是最快的。這一切 都決定了Lua是作為嵌入式腳本的最佳選擇。
Lua 有一個同時進行的JIT項目，提供在特定平臺上的即時編譯功能，這將給Lua帶來更加優秀的性能。請訪問 http://luajit.luaforge.net/ 來了解這個項目。
和Python等腳本不同，Lua并沒有提供強大的庫，這是由它的定位決定的。所以Lua不適合作為開發獨立應用程序的語言。不過Lua還是具備了比如數學運算和字符串處理等基本的功能。
Lua 目前的最新版本是 5.1
Lua只有一種數據類型，table. 實際上就是hash表。它用這個來模擬數組，鏈表等等。 在語法上，Lua支持如下形式：
- data = {} --定義一個table
- data.i = 1
- data.name = "jason"
- data.package = {1,2,2,3,56,7}
- data.others = {}
- data.others.a = 1
- data.others.b = 1.1
這使得Lua具有了跟C的struct類似的形式，非常便于設計C函數的參數，用一個table就可以傳入很復雜的參數。
2. 數據交換介紹
Lua和C程序通過一個堆棧交換數據: struct lua_State
堆棧的序號可以從棧頂和棧底計數，從棧底計數，則棧底是1,向棧頂方向遞增。從棧頂計數，則棧頂是-1,向棧底方向遞減。一般都用從棧頂計數的方式。堆棧的默認大小是20，可以用lua_checkstack修改.用lua_gettop則可以獲得棧里的元素數目。并不是說在棧頂有一個整形元素。而是計算了一下棧頂元素在棧里的正index,相當于元素數目。
Lua 調用C函數用的堆棧是臨時的，調用結束之后就被銷毀了。
如何從堆棧中獲取從Lua腳本中的參數
如果知道Lua腳本中某個全局變量的名字，可以用void lua_getglobal (lua_State *L, const char *name) 。這個函數會將name所指Lua變量的值放在棧頂.
如果是在C 函數中要獲取Lua調用函數使用的參數：
首先用lua_gettop檢查參數數量
用lua_is...類函數檢測參數的類型，做好錯誤處理
用lua_to...類函數將參數轉換為number或者string.(對Lua來說，只有這兩種簡單類型)
lua_tonumber返回的是double
lua_tostring返回的是char*
用lua_remove從棧中刪除掉元素
繼續獲取下一個元素. 因為每次都調用lua_remove,所以每次調用lua_tonumber,使用的index都將固定是-1，即棧頂。
如果lua_istable成立，那么說明棧頂是一個table.注意table是不能取出來的，只能把table里的元素一個個取出來。
首先把元素的名字壓入棧頂： lua_pushstring(L,"i"); 然后就可以用lua_gettable調用，值會放在棧頂。同時剛才壓入的元素名字被彈出。 用上面的辦法，可以把這個值取出來。記得也應該lua_remove。 如果table的某一個元素也是table，重復即可。 當table的所有元素都取完了，記住這個table本身還在堆棧里，要用lua_remove把它刪除。
如果要獲取的是一個數組(所謂數組，其實就是key是從1開始的數字序列的table,并且值類型相同),用lua_next可以遍歷這個數組：
首先lua_pushnil，壓入一個空值，然后
- while (lua_next(L, -2) != 0)
- {
- if(lua_isnumber(L,-1)) //判斷元素類型，也可能是string
- {
- arrf.add((float)lua_tonumber(L, -1));//獲取元素的值
- lua_remove(L,-1);
- }
- }
- lua_remove(L,-1);//刪除NIL
如何從C返回數據給Lua腳本
用lua_push...類函數壓入數據到堆棧中，并用return n;來告訴Lua返回了幾個返回值。 Lua是天生支持多個返回值的，如 x,y = Test()。 Lua會根據n從棧里取相應的數據。
如果要返回一個table:
- lua_newtable(L);//創建一個表格，放在棧頂
- lua_pushstring(L, "mydata");//壓入key
- lua_pushnumber(L,66);//壓入value
- lua_settable(L,-3);//彈出key,value，并設置到table里面去
- lua_pushstring(L, "subdata");//壓入key
- lua_newtable(L);//壓入value,也是一個table
- lua_pushstring(L, "mydata");//壓入subtable的key
- lua_pushnumber(L,53);//value
- lua_settable(L,-3);//彈出key,value,并設置到subtable
- lua_settable(L,-3);//這時候父table的位置還是-3,彈出key,value(subtable),并設置到table里去
- lua_pushstring(L, "mydata2");//同上
- lua_pushnumber(L,77);
- lua_settable(L,-3);
- return 1;//堆棧里現在就一個table.其他都被彈掉了。
如果要返回一個數組，用如下代碼：(注意那個關于trick的注釋，我在等官方的解釋。經過驗證，這個問題只在windows版本調用dll中方法的時候出現。WinCE正常
- lua_pushstring(L,"arri");
- lua_newtable(L);
- {
- //a trick:otherwise the lua engine will crash. This element is invisible in Lua script
- lua_pushnumber(L,-1);
- lua_rawseti(L,-2,0);
- for(int i = 0; i < arri.size();i++)
- {
- lua_pushnumber(L,arri[i]);
- lua_rawseti(L,-2,i+1);
- }
- }
- lua_settable(L,-3);
這樣產生的數組可以在Lua中如下遍歷：
- for i,v in ipairs(data.arri) do
- print(v)
- end
或者是
- for i=1,table.getn(data.arri) do
- print(data.arri[i])
- end
只有數組才能這樣，name,value構成的Record不行，table.getn也只對數組有效。
由于上述代碼的高度相似性，所以很容易實現自動生成這些代碼。比如，根據C的一個struct定義：
- typedef enum
- {
- BR_9600,
- BR_4800,
- } BaudRate;
- typedef struct flag
- {
- int onoff;
- int j;
- long l;
- double d;
- char* name;
- BaudRate rate;
- }flag;
可以自動產生如下代碼：
- bool DataToLua(flag data,lua_State *L)
- {
- lua_newtable(L);
- lua_pushstring(L,"onoff");
- lua_pushnumber(L,(double)data.onoff);
- lua_settable(L,-3);
- lua_pushstring(L,"j");
- lua_pushnumber(L,(double)data.j);
- lua_settable(L,-3);
- lua_pushstring(L,"l");
- lua_pushnumber(L,(double)data.l);
- lua_settable(L,-3);
- lua_pushstring(L,"d");
- lua_pushnumber(L,(double)data.d);
- lua_settable(L,-3);
- lua_pushstring(L,"name");
- lua_pushstring(L,data.name.c_str());
- lua_settable(L,-3);
- lua_pushstring(L,"rate");
- lua_pushnumber(L,(double)(int)data.rate);
- lua_settable(L,-3);
- return true;
- }
LuaToData也是類似的。
如果使用面向對象的方式封裝起flag來，把DataToLua變成flag類的一個方法，就更加方便了。
3. C和Lua腳本互相調用舉例
首先是C的主程序初始化Lua腳本引擎，并注冊一些函數供腳本中調用：
- //function for Lua to call
- //return a integer array to the script
- static int l_getarr (lua_State *L)
- {
- lua_newtable(L);//create table
- lua_pushnumber(L,1);//push the value
- lua_rawseti(L,-2,1);//set t[1]=v
- lua_pushnumber(L,2);
- lua_rawseti(L,-2,2);
- lua_pushnumber(L,3);
- lua_rawseti(L,-2,3);
- lua_pushnumber(L,4);
- lua_rawseti(L,-2,4);
- return 1;
- }
- int main()
- {
- lua_State *L = lua_open(); /* opens Lua */
- luaopen_base(L); /* opens the basic library */
- luaopen_table(L); /* opens the table library */
- luaopen_string(L); /* opens the string lib. */
- luaopen_math(L); /* opens the math lib. */
- lua_pushcfunction(L, l_getarr); // Register a function
- lua_setglobal(L, "getarr");
- if (lua_dofile(L, "testlua.lua"))//Load the script file and Run it
- {
- printf("run script failed\n");
- }
- else
- {
- lua_getglobal(L, "result"); //Get the global variant in Lua script
- if(lua_isnumber(L,-1))
- {
- printf("The result of the Lua script is %d\n",lua_tonumber(L,-1));
- }
- }
- lua_close(L);
- return 0;
- }
腳本的代碼如下：
- array = getarr()
- if array ~= nil then
- result = 1
- for i=1,table.getn(array),1 do
- print(array[i])
- end
- else
- result = 0
- end
4. 參考資料
http://www.lua.org
5.結束語
自從Lua語言被蘋果指定為iOS應用開發語言后Lua語言發展迅速，《憤怒的小鳥》的成功讓開發者開始關注這門輕型的腳本語言。在最新一期的編程語言排行榜中Lua語言的排名已經上升到第十名。希望51CTO的介紹能讓你開始Lua語言的開發。
