C语言和Lua之间交互的原理
为什么Lua可以作为热更新语言
首先我们得知道什么是热更新，简单来说，就是在用户通下载安装APP之后，打开App时遇到的即时更新。本质是代码更新而不是资源更新，大型手游都是将补丁资源放在专门的WEB服务器上，游戏启动时动态下载并放入到游戏的持久化目录中。
由于不同类型的语言有不同的运行机制，编译型语言如C#，是先编译成一整块中间码然后在不同平台上被.NET运行时解释执行，这就是说使用C#编写的APK或IPA安装到手机上后是没有任何C#文件的。这样就算运行时将作为补丁的C#文件从WEB服务器上下载到持久化目录也运行不了。而lua解释型语言，并不需要事先编译成块，而是运行时动态解释执行的。这样LUA就和普通的游戏资源如图片，文本没有区别，因此可以在运行时直接从WEB服务器上下载到持久化目录并被其它LUA文件调用。
lua是个嵌入式脚本语言，本身就是C写的，所以Lua脚本可以很容易的被C/C++代码调用，也可以反过来调用C/C++的函数。lua语法、解释器、执行原理都与python相似唯一差距就是lua没有强大的类库作为支撑，Lua只是具备了一些比如数学运算和字符串处理等简单的基本功能。所以lua不适合作为开发独立应用程序的语言。轻量级 LUA语言的官方版本只包括一个精简的核心和最基本的库。这使得LUA体积小、启动速度快，从而适合嵌入在别的程序里。 可扩展 LUA并不象其它许多"大而全"的语言那样，包括很多功能，比如网络通讯、图形界面等。但是LUA可以很容易地被扩展：由宿主语言(通常是C或C++)提供这些功能，LUA可以使用它们，就像是本来就内置的功能一样。
Lua和C语言之间的通信原理：虚拟栈
Lua库中没有定义任何全局变量，他将所有的状态都保存在动态结构lua_State中
为什么要用栈来储存数据而不是定义类似于lua_Value的类型呢
- lua_Value很难将复杂的类型映射到其他语言中
- Lua引擎无法搜索出一个保存在C变量中的lua table, 会认为这个table是垃圾并回收它
作用：可以解决C语言与lua语言之间的差异：
- Lua要求垃圾回收而C语言要求显式释放内存
- Lua使用动态类型而C语言使用静态类型
栈的基本操作：
- 传值给lua: 先将值压入栈，再调用Lua API, 将其值从栈中弹出
- 从lua中拿值: 调用Lua API，将指定值压入栈中
栈的操作规则：
- 严格按照LIFO（last in first out，先进后出）
- 调用Lua时，Lua只会改变栈的顶部；C代码对此栈可以查询删除插入中间元素
栈的操作函数
-
基础操作函数：
luaL_newstate：用于创建一个新环境或状态;// lua_State *L = luaL_newstate();
luaL_openlibs: 辅助库函数可以打开所有的标准库;
luaL_loadbuff: 编译用户输入的每行内容并将编译后的程序块压入栈中
lua_pcall: 将程序块从栈中弹出，并在保护模式下进行，成功返回0，若执行发生错误则会向栈中压入一条错误消息
lua_tostring: 可获取栈中的错误消息
lua_pop: 将程序块从栈中弹出删除
- 压入元素：
每个C类型，lua都有对应的压入函数: lua_pushnumber, lua_pushboolean, lua_pushinteger, lua_pushstring...
需要确保栈中有足够的空间，一般是20个空闲的槽（由MINSTACK定义）
- 查询元素：
API使用索引来引用栈中的元素，第一个压入栈的是1，最后一个压入栈的是-1，以此类推
一般跟着类型检测函数: lua_isnumber, lua_istable etc.
或者是类型转换函数: lua_tonumber, lua_tostring etc.
- 对栈的增加查询删除操作函数：
lua_gettop (lua_State * L): 返回栈中元素的个数
lua_settop (lua_State * L, int index): 修改栈中元素的数量；如果比以前的多则从nil补充
lua_pushvalue (lua_State * L, int index): 将指定索引的值副本压入栈中
lua_remove (lua_State * L, int index): 将指定索引的值移除
lua_insert (lua_State * L, int index): 将指定索引的位置上开辟新元素，再将栈顶元素移到该位置
lua_replace (lua_State * L, int index): 弹出栈顶值，并将该值设置到指定的索引上
API中的错误处理：
用lua_pcall来调用Lua代码，在保护模式下运行。如果发生了内存分配错误，lua_pcall会返回错误代码
当C函数检测出一个错误时，应该调用lua_error。此函数会清理Lua中所有需要清理的东西，然后跳转回发起执行的那个lua_pcall, 并附上一条错误消息
C转Lua Table操作
将C语言的struct转变成Lua的table
设置table, 将字段名和字段值压入栈中，并调用lua_settable创建table void setfield(lua_State* L, const char* key, int value) lua_pushstring(L, key) lua_pushnumber(L, value/MAX_COLOR); lua_settable(L, -3) }
从C调用Lua函数
流程：
- 函数压入栈
- 参数压入栈
- lua_pcall进行函数调用
- 弹出返回值
// lua file function add(x, y) return x+y end
// C++ lua_getglobalname(L, 'add') 1. 把lua函数压入栈 lua_pushnumber(L, x) 2. 把参数压入栈 lua_pushnumber(L, y) if (lua_pcall(L, 2, 1, 0) != 0) 3. 用lua_pcall进行函数调用 error(L, "wrong function: %s", lua_tostring(L, -1)); if(!lua_isnumber(L, -1) // 验证返回值 error(L, "must return number"); z = lua_tonumber(L, -1); lua_pop(L, -1); 4. 将返回值从栈中弹出 return z;
从Lua调用C函数
所有注册到Lua中的函数都具有相同的原型：typedef int (*lua_Cfunction) (lua_State* L);
仅有一个参数且为Lua的状态
// 将要在Lua中调用的C函数add() static int add(luaState* L) { int x = lua_tonumber(L, 1); int y = lua_tonumber(L, 2); lua_pushnumber(L, x+y) return L; } lua使用C函数前必须先注册这个函数 lua_pushcfunction(L, add); // 压入C函数类型的值 lua_setglobal(L, "myAdd"); // 将该值赋予全局变量myAdd<br><br>之后就可以在lua中直接调用myAdd(x, y)
数组操作
数组操作函数：
- lua_rawgeti(lua_State* L, int index, int key)，相当于：
- lua_pushnumber(L, key);
- lua_rawget(L, index);
- lua_rawseti(lua_State* L, int index, int key)，相当于：
- lua_pushnumber(L, key);
- lua_insert(L, -2,); // key放在前一个元素下面，因为前一个元素为赋值value
- lua_rawset(L, t);
- index表示table在栈中的位置，key表示元素在table的位置
例子：一个变换函数在C中，对lua table里的值应用了一个给定函数
int turnMap(lua_State* L) { luaL_checkType(L, 1, LUA_TABLE); luaL_checkType(L, 2, LUA_TFUNCTION); int n = lua_objlen(L, 1) for(int i = 1; i <=n; i++) { lua_pushvalue(L, 2);// 将索引位置的拷贝值压入栈顶，也就是f lua_rawgetti(L, 1, i); // 压入t[i] lua_call(L, 1, 1); // 调用 f(t[i])，结果压入栈顶 lua_rawseti(L, 1, i); // t[i] = 结果 } return 0; }
