在你的游戏中应用LUA.docx
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在你的游戏中应用LUA
在你的游戏中应用LUA（ZT）
-
在你的游戏中应用Lua
（1）：
在你的游戏代码中运行解释器
通常，你希望在你的游戏开始的时候读取一些信息，以配置你的游戏，这些信息通常都是放到一个文本文件中，在你的游戏启动的时候，你需要打开这个文件，然后解析字符串，找到所需要的信息。
是的，或许你认为这样就足够了，为什么还要使用Lua呢？
应用于“配置”这个目的，Lua提供给你更为强大，也更为灵活的表达方式，在上一种方式中，你无法根据某些条件来配置你的游戏，Lua提供给你灵活的表达方式，你可以类似于这样来配置你的游戏：
ifplayer:
is_dead（）then
do_something（）
else
do_else（）
end
更为重要的是，在你做了一些修改之后，完全不需要重新编译你的游戏代码。
通常，在游戏中你并不需要一个单独的解释器，你需要在游戏来运行解释器，下面，让我们来看看，如何在你的代码中运行解释器：
//这是lua所需的三个头文件
//当然，你需要链接到正确的lib
#include"lua.h"
#include"lauxlib.h"
#include"lualib.h"
intmain（intargc,char*argv[]）
{
lua_State*L=lua_open（）;
luaopen_base（L）;
luaopen_io（L）;
constchar*buf="print（'hello,world!
'）";
lua_dostring（buf）;//luaL_dostring（L,buf）;原文有问题
lua_close（L）;
return0;
}
程序输出：
hello,world!
有时你需要执行一段字符串，有时你可能需要执行一个文件，当你需要执行一个文件时，你可以这么做：
lua_dofile（L,"test.lua"）;
看，非常简单吧。
在你的游戏中应用Lua
（1）：
GettingValue
在上一篇文章我们能够在我们的游戏代码中执行Lua解释器，下面让我们来看看如何从脚本中取得我们所需要的信息。
首先，让我来简单的解释一下Lua解释器的工作机制，Lua解释器自身维护一个运行时栈，通过这个运行时栈，Lua解释器向主机程序传递参数，所以我们可以这样来得到一个脚本变量的值：
lua_pushstring（L,"var"）;//将变量的名字放入栈
lua_gettatble（L,LUA_GLOBALSINDEX）;变量的值现在栈顶
假设你在脚本中有一个变量var=100
你可以这样来得到这个变量值：
intvar=lua_tonumber（L,-1）;
怎么样，是不是很简单？
Lua定义了一个宏让你简单的取得一个变量的值：
lua_getglobal（L,name）
我们可以这样来取得一个变量的值：
lua_getglobal（L,"var"）;//变量的值现在栈顶
intvar=lua_tonumber（L,-1）;
完整的测试代码如下：
#include"lua.h"
#inculde"lauxlib.h"
#include"lualib.h"
intmain（intargc,char*argv[]）
{
lua_State*L=lua_open（）;
luaopen_base（L）;
luaopen_io（L）;
constchar*buf="var=100";
lua_dostring（L,buf）;//luaL_dostring
lua_getglobal（L,"var"）;
intvar=lua_tonumber（L,-1）;
assert（var==100）;
lua_close（L）;
return0;
}
在你的游戏中应用Lua
（1）：
调用函数
假设你在脚本中定义了一个函数：
functionmain（number）
number=number+1
returnnumber
end
在你的游戏代码中，你希望在某个时刻调用这个函数取得它的返回值。
在Lua中，函数等同于变量，所以你可以这样来取得这个函数：
lua_getglobal（L,"main"）;//函数现在栈顶
#definelua_getglobal（L,s）lua_getfield（L,LUA_GLOBALSINDEX,（s））
#defineLUA_GLOBALSINDEX（-10002）
取表中的元素
voidlua_getfield（lua_State*L,intindex,constchar*k）
操作:
arr=Stack[index]//arr肯定是表
Stack.push（arr[k]）
取表中键为k的元素,这里的表是由index指向的栈上的一个表
无返回值
栈高度+1,栈顶元素是（Stack[index]）[k]注意,该操作将触发__index元方法
现在，我们可以调用这个函数，并传递给它正确的参数：
lua_pushnumber（L,100）;//将参数压栈
lua_pcall（L,1,1,0）;//调用函数，有一个参数，一个返回值
保护下调用一个lua函数
intlua_pcall（lua_State*L,intnargs,intnresults,interrfunc）
参数,行为和lua_call都一样,如果在调用中没有发生任何错误,lua_pcall==lua_call;但是如果有错误发生时,lua_pcall会捕获它
errfunc指出了Stack上的一个元素,这个元素应该是一个函数,当发生错误的时候
ef=Stack[errfunc]
value=ef（errmsg）
Stack.push（value）
也就是说,在错误的时候,errfunc指定的错误处理函数会被调用,该处理函数的返回值被压到栈上.
默认情况下,可以给errfunc传值0,实际的效果是指定了这样一个函数做出错处理functiondefaulterr（errmsg）returnerrmsgend.
本函数有返回值LUA_ERRRUN运行时错误LUA_ERRMEM内存分配错误[注意,这种错会导致lua调用不了错误处理函数]LUA_ERRERR运行错误处理函数时出错了,写程序的时候必须检查返回值:
）
强烈推荐该函数,不过事实上大家也都用的这个函数:
）
//返回值现在栈顶
intresult=lua_tonumber（L,-1）;
为什么栈顶是-1?
Lua使用一个虚拟栈来和C传递值。
栈上的的每个元素都是一个Lua值（nil，数字，字符串，等等）。
无论何时Lua调用C，被调用的函数都得到一个新的栈，这个栈独立于C函数本身的堆栈，也独立于以前的栈。
（译注：
在C函数里，用LuaAPI不能访问到Lua状态机中本次调用之外的堆栈中的数据）它里面包含了Lua传递给C函数的所有参数，而C函数则把要返回的结果也放入堆栈以返回给调用者（参见lua_CFunction）。
方便起见，所有针对栈的API查询操作都不严格遵循栈的操作规则。
而是可以用一个索引来指向栈上的任何元素：
正的索引指的是栈上的绝对位置（从一开始）；负的索引则指从栈顶开始的偏移量。
更详细的说明一下，如果堆栈有n个元素，那么索引1表示第一个元素（也就是最先被压入堆栈的元素）而索引n则指最后一个元素；索引-1也是指最后一个元素（即栈顶的元素），索引-n是指第一个元素。
如果索引在1到栈顶之间（也就是，1≤abs（index）≤top）我们就说这是个有效的索引。
-------------------------------------------------------------------------------------------
当你使用LuaAPI时，就有责任保证其坚固性。
特别需要注意的是，你有责任控制不要堆栈溢出。
你可以使用lua_checkstack这个函数来扩大可用堆栈的尺寸。
无论何时Lua调用C，它都只保证LUA_MINSTACK这么多的堆栈空间可以使用。
LUA_MINSTACK一般被定义为20 ，因此，只要你不是不断的把数据压栈，通常你不用关心堆栈大小。
所有的查询函数都可以接收一个索引，只要这个索引是任何栈提供的空间中的值。
栈能提供的最大空间是通过lua_checkstack来设置的。
这些索引被称作可接受的索引，通常我们把它定义为：
（index<0&&abs（index）<=top）||（index>0&&index<=stackspace）
注意，0永远都不是一个可接受的索引。
（译注：
下文中凡提到的索引，没有特别注明的话，都指可接受的索引。
）
result就是函数的返回值
完整的测试代码如下：
#include"lua.h"
#include"lauxlib.h"
#include"lualib.h"
intmain（intargc,char*argv[]）
{
lua_State*L=lua_open（）;//创建一个lua_State
luaopen_base（L）;
constchar*buf="functionmain（number）number=number+1returnnumberend";
lua_dostring（buf）;//压栈，并且会生成表？
lua_getglobal（L,"main"）;//把main函数放到栈顶
lua_pushnumber（L,100）;
lua_pcall（L,1,1,0）;
intresult=lua_tonumber（L,-1）;
assert（result==101）;
lua_close（L）;
return0;
}
在你的游戏中应用Lua
（2）：
扩展Lua
Lua本身定位在一种轻量级的，灵活的，可扩充的脚本语言，这意味着你可以自由的扩充Lua，为你自己的游戏量身定做一个脚本语言。
你可以在主机程序中向脚本提供你自定的api，供脚本调用。
Lua定义了一种类型：
lua_CFunction，这是一个函数指针，它的原型是：
typedefint（*lua_CFunction）（lua_State*L）;
lua_CFunction
typedefint（*lua_CFunction）（lua_State*L）;
TypeforCfunctions.
Inorderto（为了）communicateproperlywithLua（更好的与lua通讯）,aCfunctionmustusethefollowingprotocol（C函数必须用以下协议）,whichdefinesthewayparametersandresultsarepassed（它定义了传递参数和结果的方式）:
aCfunctionreceivesitsargumentsfromLuainitsstackindirectorder（thefirstargumentispushedfirst）【一个C函数是顺序接收来自LUA的栈中的参数（即在LUA中调用C函数时，传入的参数）（第一个参数第一个压入）】.So,whenthefunctionstarts（所以，当一个函数在LUA中被调用）,lua_gettop（L）returnsthenumberofargumentsreceivedbythefunction【lua_gettop（L）返回接收自这个LUA的栈中的所有参数（Lua调用C函数就会传入参数，指的就是这个东西）】.Thefirstargument（ifany若有的话）isatindex1【第一个参数为索引1】anditslastargumentisatindexlua_gettop（L）【并且最后一个参数也在这个索引中】.ToreturnvaluestoLua（执行C函数最终产生的值也会返回值给LUA）,aCfunctionjustpushesthemontothestack（C函数只压入它们到LUA的栈）,indirectorder（thefirstresultispushedfirst）（按顺序，第一个结果，第一个压入）,andreturnsthenumberofresults（并且把返回的结果个数也压入LUA的栈）.AnyothervalueinthestackbelowtheresultswillbeproperlydiscardedbyLua【除此以外的数据都被LUA丢弃】.LikeaLuafunction（像一个Lua函数）,aCfunctioncalledbyLuacanalsoreturnmanyresults（LUA中调用一个C函数也能返回多个结果）.｛英语喜欢省略主语｝
Asanexample,thefollowingfunctionreceivesavariablenumberofnumericalargumentsandreturnstheiraverageandsum:
（看一个例子，下面的函数接受一个数值参数，并返回他们的平均和可变数量的总和）
staticintfoo（lua_State*L）{
intn=lua_gettop（L）;/*numberofarguments参数个数*/
printf（"共传入%d个参数\n",n）;
lua_Numbersum=0;//doublue8字节
inti;
for（i=1;i<=n;i++）{
if（!
lua_isnumber（L,i））{
lua_pushstring（L,"incorrectargumenttofunction'average'"）;
lua_error（L）;
}
sum+=lua_tonumber（L,i）;
}
lua_pushnumber（L,sum/n）;/*firstresult第一个结果*/
lua_pushnumber（L,sum）;/*secondresult第二个结果*/
return2;/*numberofresults结果个数*/
printf（"在C函数里计算的结果是:
%d\n",sum）;//sum为什么不可以输出？
除了压栈的全部清掉？
//这个值肯定是丢掉了。
因为要通过栈来通信。
}
lua_gettop
intlua_gettop（lua_State*L）;
Returnstheindexofthetopelementinthestack.Becauseindicesstartat1,thisresultisequaltothenumberofelementsinthestack（andso0meansanemptystack）.
返回索引中的栈顶元素，因为索引从1开始，这个结果等于栈中的所包含的元素（所以0表示一个空栈）。
问题：
为什么要有这个？
[我想表达的意思是,lua中的一句话,在capi实现起来就是n句,可能有人疑惑那为什么不直接用lua多好,capi这么麻烦,答案是有的事只能用capi才能实现]
//测试LUA调用C函数的代码：
intmain（void）{
lua_State*L=lua_open（）;
luaL_openlibs（L）;
lua_register（L,"a",faoo）;
constchar*buf="r1,r2=a（50,100）print（r1..r2）";
luaL_dostring（L,buf）;
lua_close（L）;
return0;
}
这意味着只有这种类型的函数才能向Lua注册。
首先，我们定义一个函数
intfoo（lua_State*L）
{
//首先取出脚本执行这个函数时压入栈的参数（因为是在LUA中调C函数）
//假设这个函数提供一个参数，有两个返回值
//getthefirstparameter
constchar*par=lua_tostring（L,-1）;//取出栈顶的参数，即调用函数时的参数。
printf（"%s",par）;
//pushthefirstresult
lua_pushnumber（L,100）;//压入第一个结果
//pushthesecondresult
lua_pushnumber（L,200）;//压入第二个结果
//return2result
return2;//返回2，表示有两个结果。
}
我们可以在脚本中这样调用这个函数
r1,r2=foo（"hello"）//两个返回值，r1,r2
print（r1..r2）//字符串连接
完整的测试代码如下：
#include"lua.h"
#include"lauxlib.h"
#include"lualib.h"
intfoo（lua_State*L）
{
//首先取出脚本执行这个函数时压入栈的参数
//假设这个函数提供一个参数，有两个返回值
//getthefirstparameter
constchar*par=lua_tostring（L,-1）;
printf（"%s",par）;
//pushthefirstresult
lua_pushnumber（L,100）;
//pushthesecondresult
lua_pushnumber（L,200）;
//return2result
return2;
}
intmain（intargc,char*argv[]）
{
lua_State*L=lua_open（）;
luaopen_base（L）;
luaopen_io（L）;
constchar*buf="r1,r2=foo（"hello"）print（r1..r2）";
lua_dostring（L,buf）;
lua_close（L）;
return0;
}//此测试代码有问题，1、没有把C函数注册到LUA,2、luaL_dostring（L,buf）.
程序输出：
hello
100200
在你的游戏中应用Lua（3）：
usingluaincpp
lua和主机程序交换参数是通过一个运行时栈来进行的，运行时栈的信息放在一个lua_State的结构中，lua提供的api都需要一个lua_State*的指针，除了一个：
lua_open（）;
这个函数将返回一个lua_State*型的指针，在你的游戏代码中，你可以仅仅拥有一个这样的指针，也可以有多个这样的指针。
最后，你需要释放这个指针，通过函数：
lua_close（L）;
注意这个事实，在你的主机程序中，open（）与close（）永远是成对出现的，在c++中，如果有一些事情是成对出现的，这通常意味着你需要一个构造函数和一个析构函数，所以，我们首先对lua_State做一下封装：
#ifndefLUA_EXTRALIBS
#defineLUA_EXTRALIBS/*empty*/
#endif
staticconstluaL_reglualibs[]=
{
{"base",luaopen_base},
{"table",luaopen_table},
{"io",luaopen_io},
{"string",luaopen_string},
{"math",luaopen_math},
{"debug",luaopen_debug},
{"loadlib",luaopen_loadlib},
/*addyourlibrarieshere*/
LUA_EXTRALIBS
{NULL,NULL}
};
这是lua提供给用户的一些辅助的lib，在使用lua_State的时候，你可以选择打开或者关闭它。
完整的类实现如下：
//lua_State
classstate
{
public:
state（boolbOpenStdLib=false）
:
err_fn（0）
{
L=lua_open（）;
assert（L）;
if（bOpenStdLib）
{
open_stdlib（）;
}
}
~state（）
{
lua_setgcthreshold（L,0）;
lua_close（L）;
}
voidopen_stdlib（）
{
assert（L）;
constluaL_reg*lib=lualibs;
for（;lib->func;lib++）
{
lib->func（L）;/*openlibrary*/
lua_settop（L,0）;/*discardanyresults*/
}
}
lua_State*get_handle（）
{
returnL;
}
interror_fn（）
{
returnerr_fn;
}
private:
lua_State*L;
interr_fn;
};
通常我们仅仅在游戏代码中使用一个lua_State*的指针，所以我们为它实现一个单件，默认打开所有lua提供的lib:
//returntheglobalinstance
state*lua_state（）
{
staticstateL（true）;
return&L;
}
在你的游戏中应用Lua（3）：
using
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