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使用C++调用Lua函数

2023-07-11 14:41:45 深夜i -- --

C++ Lua 调用函数 API 交互

Lua是一种轻量级的脚本语言，其具有易学易用、高效、可扩展性强等优点。同时，Lua可以通过C/C++进行扩展，因此，Lua的使用范围非常广泛。本文将介绍如何使用C++调用Lua函数。

在使用C++调用Lua函数之前，需要先了解一些基本概念。首先，Lua解释器中的所有内容都被视为“Lua栈”，可以把它看作是一个堆栈数据结构。其次，Lua函数可以被封装成一个Lua对象（即一个闭包），在C++中可以通过Lua对象的函数调用相应的Lua函数。

在调用Lua函数之前，需要通过Lua桥接库将Lua解释器和C++程序连接起来。这可以通过使用Lua的C API来完成。下面我们看一个简单的例子：


#include <lua.hpp>
int main(void)
{
  // 初始化Lua
  lua_State* L = luaL_newstate();
  luaL_openlibs(L);
  // 加载Lua文件
  luaL_dofile(L, "example.lua");
  // 调用Lua函数
  lua_getglobal(L, "test"); // 获取test函数
  lua_pushnumber(L, 123); // 传递参数
  lua_pcall(L, 1, 1, 0); // 调用函数
  int result = lua_tonumber(L, -1); // 获取返回值
  printf("result = %d\n", result);
  // 关闭Lua
  lua_close(L);
  return 0;
}

上面的代码中，我们首先通过`luaL_newstate()`函数初始化了一个Lua解释器，并通过`luaL_openlibs()`函数加载了Lua标准库。接着，我们使用`luaL_dofile()`函数加载了一个名为“example.lua”的Lua脚本文件。该脚本文件中定义了一个名为“test”的Lua函数，用于计算传入的数值加3的结果。然后，我们使用`lua_getglobal()`函数获取了这个Lua函数，并使用`lua_pushnumber()`函数将参数传递给它。最后，我们使用`lua_pcall()`函数调用了该Lua函数，并使用`lua_tonumber()`函数获取了返回值并打印了出来。

需要注意的是，Lua栈的下标是从1开始的，而不是从0开始。在使用`lua_getglobal()`、`lua_pushnumber()`等函数时，需要注意参数的顺序和数量。

在实际使用中，我们可以将上述代码封装成一个C++的函数，供其他代码调用。例如，以下是一个可重用的Lua调用函数的示例：


#include <lua.hpp>
#include <string>
#include <vector>
class LuaCaller
{
public:
  LuaCaller(const std::string& filepath);
  ~LuaCaller();
  template<typename... Args>
  auto Call(const std::string& funcname, Args&&... args)
    -> decltype(lua_tonumber(m_l, -1));
private:
  lua_State* m_l;
};
LuaCaller::LuaCaller(const std::string& filepath)
  : m_l(luaL_newstate())
{
  luaL_openlibs(m_l);
  luaL_dofile(m_l, filepath.c_str());
}
LuaCaller::~LuaCaller()
{
  lua_close(m_l);
}
template<typename... Args>
auto LuaCaller::Call(const std::string& funcname, Args&&... args)
  -> decltype(lua_tonumber(m_l, -1))
{
  int nargs = sizeof...(Args);
  lua_getglobal(m_l, funcname.c_str());
  std::vector<int> results;
  int nres = 0;
  // 将参数压入栈中
  int _[] = { 0, (lua_pushnumber(m_l, args), 0)... };
  (void)_; // 防止未使用警告
  // 调用函数
  lua_pcall(m_l, nargs, LUA_MULTRET, 0);
  // 获取返回值
  while (lua_type(m_l, -1) != LUA_TNIL && lua_gettop(m_l))
  {
    results.push_back(lua_tonumber(m_l, -1));
    lua_pop(m_l, 1);
    nres++;
  }
  // 如果只有一个返回值
  return nres == 1 ? results[0] : 0;
}

上述代码中，我们首先定义了一个名为`LuaCaller`的类，其用途是提供一个可重用的Lua调用接口。在该类的构造函数中，我们首先初始化了一个Lua解释器，并加载了Lua标准库和指定的Lua脚本文件。在`Call()`函数中，我们使用了可变模板参数和折叠表达式来将传入的参数依次推入Lua栈中，并通过`lua_pcall()`函数调用了指定的Lua函数。之后，我们通过循环从栈中获取所有返回值，并将它们封装成一个整数数组返回给调用者。需要注意的是，如果返回的结果只有一个，我们直接返回该结果即可。

最后，我们可以在自己的C++代码中使用上述封装好的`LuaCaller`类来进行Lua函数的调用，例如：


int main(void)
{
  LuaCaller lua("example.lua");
  int result = lua.Call("test", 123);
  printf("result = %d\n", result);
  return 0;
}

上述代码中，我们首先创建了一个名为`lua`的`LuaCaller`对象，并指定了要加载的Lua脚本文件名。然后，我们通过`Call()`方法调用了名为“test”的Lua函数，并将数值123作为参数传递给它。最后，我们将函数返回的结果打印出来。

总之，使用C++调用Lua函数是一种非常实用的技能。借助于Lua的强大扩展性和易用性，我们可以在C++程序中轻松地集成Lua脚本，以实现更加高效和灵活的功能。

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