C++与lua联合编程

一、环境配置

首先下载lua源码。

将main函数改名后编译。

目前我的工作目录是工程文件所在目录，src存放了lua的源码。

修改dll输出路径。

指定导出宏生成.lib文件

生成 .lib 文件需要导出宏，这是为了确保在编译和链接过程中正确处理导入和导出的符号。具体来说，导出宏（export macro）用于标记哪些函数、变量或类应当从 DLL 中导出，使其可以在 DLL 外部被访问。

修改lib的输出路径。

二、lua基本语法

1.第一个lua和C++程序

2.基本数据类型和变量

• 全局变量

类型+变量名

• 本地变量(尽量用本地变量，保证及时的垃圾回收)

Lua基本数据类型：

2.1 Nil

在 Lua 中，nil 是一种特殊的数据类型，用于表示“无值”或“空值”。它的主要用途有以下几个方面：

1. 表示变量没有值：nil 用于区分变量是否有值。例如，如果一个变量被赋值为 nil，这意味着该变量目前没有任何值。
2. 删除表中的元素：在 Lua 中，将表（table）中的元素赋值为 nil，可以删除该元素。
3. 全局变量和垃圾回收：将全局变量设置为 nil 可以将其标记为可回收，从而允许垃圾回收器释放相关的内存。

local a = nil
print(type(a))  -- 输出：nil

这段代码展示了如何将一个局部变量 a 设为 nil，然后通过 type 函数检查其类型。type(a) 会返回 nil，表示变量 a 目前没有值。

2.2 Booleans

在 Lua 中，boolean 类型有两个值：true 和 false。它们通常用于条件判断和控制流（如 if 语句、循环等）。

在 Lua 中，只有 false 和 nil 会被视为假（false），其他所有值，包括数值 0，都被视为真（true）。这与一些其他编程语言（如 C/C++）中的行为不同，在那些语言中，0 通常被视为假。

2.3 Numbers

1. Lua 中没有整数，都是用浮点数运算：

   在 Lua 5.3 之前，Lua 语言只使用浮点数来表示所有的数字，这意味着即使你写的是一个整数，内部也是用浮点数来存储和运算的。这种浮点数对应于 C 语言中的 double 类型。

2. 新版 Lua 中有基于 64 位的整型：

   从 Lua 5.3 开始，Lua 引入了整数类型（integer），这是一个 64 位的整数。这一变化使得 Lua 可以更高效地处理整数运算，同时也保留了对浮点数的支持。现在，Lua 支持两种数字类型：整数和浮点数。

3. tonumber 转换格式：

   tonumber 是 Lua 内置的一个函数，用于将字符串或其他类型的值转换为数字。这个函数在需要将其他数据类型转换为数字时非常有用。

2.4 String(最常用)

1.tostring 转换格式：tostring 函数可以将其他数据类型转换为字符串。

2.多行字符串赋值：使用 [[ 和 ]] 可以定义多行字符串，这在需要处理大段文本时非常有用。

3.转义字符：Lua 中的字符串可以使用与 C 语言相同的转义字符。例如，\n 表示换行，\" 表示双引号。

4.字符串拼接：Lua 使用 .. 运算符进行字符串拼接。

3. 字符串处理

在Lua中，字符串处理是一个非常常见的任务，Lua提供了一些内置函数来处理字符串。

3.1 错误处理

3.2 字符串长度:string.len

string.len 函数用于获取字符串的长度。

加载string库

在 Lua 5.2 及以后的版本中，luaL_openlibs 函数会自动打开所有标准库。

3.3 字符串子串 :string.sub

string.sub 函数用于从字符串中提取子串。参数包括字符串、起始位置和结束位置。

3.4 字符串查找: string.find

string.find 函数用于在字符串中查找子串，返回子串的起始和结束位置。它支持正则表达式。

3.5字符串替换: string.gsub

string.gsub 函数用于在字符串中替换子串。它支持正则表达式。

​

4.控制结构语句

4.1 if条件语句

条件语句结构：

if 条件 then-- then-part
elseif 其他条件 then-- elseif-part
else-- else-part
end

在条件语句中，可以使用逻辑操作符来构建更复杂的条件表达式。常见的逻辑操作符包括：

• < ：小于
• > ：大于
• <= ：小于等于
• >= ：大于等于
• ~= ：不等于
• == ：等于

4.2 while 循环语句

while 循环语句用于在条件为真时重复执行某段代码。当条件变为假时，循环结束。while 循环的基本结构如下：

while 条件 do-- 循环体
end

在循环中，可以使用 break 语句提前退出循环。

在 Lua 中，not 操作符用于取反一个条件表达式。在使用 not 操作符时，注意加上括号以确保逻辑的正确性。

4.3 repeat循环语句

repeat...until 循环类似于 while 循环，但它至少会执行一次循环体，然后再检查条件是否为真。如果条件为假，循环体会继续执行，直到条件为真时退出循环。

repeat-- 循环体
until 条件

4.4 for循环语句

Lua 提供了两种类型的 for 循环：数值循环和泛型循环。

数值循环用于遍历一段数值范围，具有固定的步长。

for var = from, to, step do-- 循环体
end

泛型循环用于遍历集合，如表（数组）或字典。Lua 提供了 pairs 和 ipairs 函数来支持泛型循环。

• pairs 遍历表的所有键值对，适用于字典。

• ipairs 以整数顺序遍历表的元素，适用于数组。

5.表和函数

5.1表的大小

table.getn(t) 函数用于获取表 t 的大小，但在 Lua 5.1 之后的版本中，建议使用 # 操作符。

在 Lua 中，# 操作符（长度运算符）只能用于顺序整数键的表（即数组），而不能用于键为字符串或非连续整数的表（即字典）。

5.2 插入元素

table.insert(t, pos, value) 函数用于在表 t 中插入一个元素。如果没有指定 pos，则默认在表的末尾插入。

字典的元素插入和删除

5.3 删除元素

table.remove(t, [pos]) 函数用于从表 t 中删除一个元素。如果没有指定 pos，则默认删除表的最后一个元素。函数返回被删除的元素。

5.4 二维数组

5.5 函数

function func_name(arguments-list)-- statements-list
end

Lua 函数可以接受普通参数和可变参数。

普通参数

可变参数

返回值

使用变量定义函数

三、Lua调用C++

1.原理

Lua 调用 C++ 函数的基本原理是将 C++ 函数注册到 Lua 虚拟机中，使其可以在 Lua 脚本中像普通 Lua 函数一样调用。这涉及以下几个步骤：

1. 定义C++函数：首先，我们定义一个C++函数，例如 add 或 greet。这些函数的参数类型都是 lua_State*，并且返回值类型是 int。
2. 获取参数：使用 lua_tonumber 或 lua_tostring 等函数从Lua栈中获取参数。
3. 执行逻辑：在C++函数中执行所需的逻辑操作。
4. 返回结果：将结果压入Lua栈，并返回结果数量。
5. 注册函数：使用 lua_register 将C++函数注册为Lua全局函数。
6. 调用函数：在Lua脚本中，直接调用注册的C++函数

返回值数量：函数最后返回一个整数，表示压入Lua栈的返回值数量。

2.传递参数类型

Lua 和 C++ 之间可以传递多种类型的参数，包括数字、字符串、布尔值和用户自定义类型（如指针或结构体）。

• lua_gettop(lua_State* L)：返回堆栈中元素的数量，即传递给函数的参数数量。
• lua_isnumber(lua_State* L, int index)：检查堆栈中的值是否是数字。
• lua_tonumber(lua_State* L, int index)：将堆栈中的值转换为数字。
• lua_isstring(lua_State* L, int index)：检查堆栈中的值是否是字符串。
• lua_tostring(lua_State* L, int index)：将堆栈中的值转换为字符串。
• lua_pushnumber(lua_State* L, lua_Number n)：将一个数字压入堆栈。
• lua_pushstring(lua_State* L, const char* s)：将一个字符串压入堆栈。

在 Lua 中，参数的位置是从 1 开始索引的。第一个参数的位置是 1，第二个参数的位置是 2，以此类推。通过在 C++ 函数中使用 lua_tonumber 或 lua_tostring 等函数，并传入相应的索引，可以获取相应的参数值。

2.1 传递普通参数

2.2 传递数组参数

lua_gettable 使用栈顶的索引（即 i）从表中获取对应的值，并将该值压入栈顶。例如，如果 i 为 1，获取数组中第一个元素，并将该元素压入栈顶。

在Lua中，所有的操作都是通过堆栈完成的。当你希望从表中获取某个元素时，首先需要将该元素的索引（下标）压入堆栈。

lua_pushnumber(L, i);  // 将索引 i 压入栈顶

这行代码将当前的索引 i 压入堆栈。lua_pushnumber 函数将一个数字压入堆栈。

在将索引压入堆栈之后，使用 lua_gettable 函数来获取表中的值。lua_gettable 会使用栈顶的值作为索引，从给定位置的表中获取相应的值，并将该值压入栈顶。

lua_gettable(L, 1);  // 从索引为 1 的表中获取值（根据栈顶的索引 i）

在处理完当前元素后，需要将栈顶的值弹出，以便在下一次迭代时堆栈状态保持一致。

lua_pop(L, 1);  // 弹出栈顶的值

在 Lua 中，lua_pop 函数的参数是弹出的元素数量，而不是位置。

因此，lua_pop(L, 1) 的含义是弹出栈顶的一个元素，并不是从栈底位置 1 弹出元素。

2.3 传递表

lua_next 是 Lua C API 中用来遍历 Lua 表（table）的关键函数。以下是对 lua_next 的详细解释：

1. 首先从栈顶弹出一个 key： 在每次调用 lua_next 前，需要将一个 key 压入栈中。首次调用时，传递 nil 以获得第一个键值对。
2. 从栈指定位置的 table 里取下一对 key-value： lua_next 会根据栈顶的 key 找到下一个 key-value 对，将 key 和 value 压入栈中。如果没有更多的元素，返回 0 并且不在栈中压入任何值。
3. 如果成功，返回非 0 值： lua_next 成功找到下一个键值对时，返回 1；否则，返回 0。

获取表中内容

如果你需要获取表中的某个具体字段，可以使用 lua_getfield 函数：

void lua_getfield(lua_State *L, int index, const char *k);

参数说明

1. lua_State *L：

   • 这是指向 Lua 状态的指针，表示当前的 Lua 环境。

2. int index：

   • 表示栈中表的位置。这个索引可以是绝对索引（正数）或相对索引（负数）。
     • 正数表示从栈底开始的索引。
     • 负数表示从栈顶开始的索引，例如 -1 表示栈顶。
   • 通常，如果你传递给 C 函数的表位于栈的第一个位置，则 index 为 1。

3. const char *k：

   • 表示字段的名称，即你要获取的表的键。
   • 这是一个 C 字符串，表示键的名称。

   

2.4 参数类型检查

确保传递给C++函数的参数类型正确，可以使用 luaL_checktype 和 lua_type 进行类型检查：

lua_type 是一个基本的 Lua C API 函数，用于获取栈中某个索引处的值的类型。

函数原型

int lua_type(lua_State *L, int index);

参数:

• lua_State *L：指向 Lua 状态的指针。
• int index：栈中元素的索引，可以是正数（从栈底开始）或负数（从栈顶开始）。

返回值:

返回值是一个整数，对应于 Lua 类型常量，如 LUA_TNIL, LUA_TNUMBER, LUA_TBOOLEAN, LUA_TSTRING, LUA_TTABLE 等。

luaL_checktype 是 Lua 辅助库（luaL）的函数，用于检查栈中某个索引处的值的类型，并在类型不匹配时抛出错误。

void luaL_checktype(lua_State *L, int arg, int t);

参数:

• lua_State *L：指向 Lua 状态的指针。
• int arg：栈中元素的索引，可以是正数（从栈底开始）或负数（从栈顶开始）。
• int t：预期的类型常量，如 LUA_TNUMBER, LUA_TSTRING, LUA_TTABLE 等。

如果栈中指定索引处的元素类型不匹配，则 luaL_checktype 会抛出一个错误并终止当前的 C 函数执行。这对于确保函数参数类型正确非常有用。

3.获取返回值类型

C++ 函数可以返回各种类型的值给 Lua 脚本，包括数字、字符串、布尔值和结构体对象。Lua 脚本可以通过 Lua API 获取这些返回值并使用它们。

3.1 返回普通类型

3.2 返回表

四、C++调用Lua

1.C++给Lua传递变量并访问Lua的全局变量

• 访问Lua的全局变量

• 给Lua传递变量

可以使用 lua_pushstring 和 lua_setglobal 函数将 C++ 中的值设置为 Lua 的全局变量。

2.C++给Lua传递表并访问Lua的表

• C++ 调用 Lua 全局变量（表）

为了从 C++ 访问 Lua 的全局变量（包括表），可以使用 lua_getglobal 和 lua_getfield 函数。

• C++给Lua传递表

为了从 C++ 向 Lua 传递表，可以使用 lua_newtable 创建一个新的 Lua 表，并使用 lua_settable 将键值对设置到表中，然后使用 lua_setglobal 将表设置为 Lua 的全局变量。

3.C++调用Lua的函数

4.错误显示和堆栈清理

lua_pcall 是 Lua 提供的用于在保护模式下调用 Lua 函数的 API。保护模式的意思是，如果函数调用过程中发生错误，Lua 不会崩溃，而是返回一个错误码，并且错误信息会被压入栈顶。这样可以让 C++ 程序处理错误而不至于崩溃。

int lua_pcall(lua_State *L, int nargs, int nresults, int msgh);

参数说明：

• lua_State *L：指向 Lua 状态的指针。
• int nargs：函数参数的个数。
• int nresults：函数返回值的个数。
• int msgh：错误处理函数在栈中的索引。设为 0，表示不使用错误处理函数。

返回值：

• 0：函数调用成功。
• 非 0：函数调用失败，返回错误码，并且错误信息被压入栈顶。

5.C++调用Lua的函数并传递参数

6.C++调用Lua函数并获取返回的表

五、Lua和MFC结合开发

1.通过Lua配置窗口大小

2.通过Lua弹出提示窗口

3.通过Lua载入文件并在MFC中显示

• 获取打开文件的路径

• 实现Load按钮，弹窗显示path编辑框中的文件名

• 解析文件中的内容并显示在show编辑框中。