用户自定义类型《lua程序设计》 28章 笔记
本实例实现一种很简单的类型------布尔数组。C语言可以实现将每个布尔值存储在一个bit中,从而减少内存用量。
必须的一些宏
- #defineBITS_PER_WORD (CHAR_BIT * sizeof(unsignedint)) //bit
- #defineI_WORD(i) ((unsignedint) i / BITS_PER_WORD) //bitword
- #defineI_BIT(i) 1<<((unsignedint) (i) % BITS_PER_WORD) //word bit
lua函数 lua_newuserdata
该函数会根据指定大小分配一块内存,并将对应的userdata压入栈中最后返回这个内存块的地址。
以下函数用lua_newuserdata创建一个新的布尔数组
以下函数用lua_newuserdata创建了一个新的布尔数组
- typedefstructNumArray{
- intsize;
- unsignedintvalues[1];
- }NumArray;
- staticintnewarray(lua_State * L)
- {
- size_tnBytes;
- NumArray * a;
- intn = luaL_checkint(L,1); //
- luaL_argcheck(L,n>=1,1,"invalid size"); //>1
- nBytes = sizeof(NumArray) + I_WORD(n-1)*sizeof(unsignedint);
- a = (NumArray * ) lua_newuserdata(L,nBytes);
- a->size = n;
- for(inti = 0;i<I_WORD(n-1);i++)
- a->values[i] = 0;//
- return 1;
- }
只要lua注册好newarray就可以通过 a = array.new(1000) 来创建一个数组。array.set(array,index,value)在数组中存储元素。
- staticintsetarray(lua_State * L)
- {
- NumArray * a = (NumArray * ) lua_touserdata(L,1);
- intindex = luaL_checkint(L,2);
- luaL_checkany(L,3);
- if(lua_toboolean(L,3))
- a->values[I_WORD(index)] |= I_BIT(index);
- else
- a->values[I_WORD(index)] |= I_BIT(index);
- return 0;
- }
对应的有getarray
- staticintgetarray(lua_State * L)
- {
- NumArray * a= (NumArray * ) lua_touserdata(L,1);
- intindex = luaL_checkint(L,2);
- lua_pushboolean(L,a->values[I_WORD(index)] & I_BIT(index));
- return 1;
- }
下面还定义了一个函数用于检索一个数组大小
- staticintgetsize(lua_State * L)
- {
- NumArray * a = (NumArray*) lua_touserdata(L,1);
- lua_pushinteger(L,a->size);
- return 1;
- }
最后需要代码来初始化这个库
- staticconststructluaL_Regarraylib[] =
- {
- {"new",newarray},
- {"set",setarray},
- {"get",getarray},
- {"size",getsize},
- {NULL,NULL}
- };
- intluaopen_array(lua_State * L)
- {
- luaL_register(L,"array",arraylib);
- return 1;
- }
28.2 元表
一种辨别不 同类型的userdata的方法是,为每种类型创建一个唯一的过元表,每当创建一个userdata后,就用相应的元表来标记它。每当和到一个userdata之后,就检查它是否拥有正确元表。由于lua代码不能改变usedata的元表,因此也无法欺骗代码。
通常辅助库提供了一些函数来实现这些内容,可以使用的辅助库函数有
int luaL_newmetatable(lua_State * L,const char * name) 创建一个新的table用作元表,并将其压栈,然后将这个table与注册表中的指定名称关联起来
int luaL_getmetatable(lua_State * L ,const char * name) 可以在注册表中检测与name关联的元表
void * luaL_checkudata(lua_State * L ,int index,const char * name) 可以检查栈中指定位置上是否有一个userdata,或者它不具有正确名称,就会引发一个错误。否则就返回这个usrdata的地址。
下面开始修改代码 :
1.必须创建一元表
- intluaopen_array(lua_State * L)
- {
- luaL_newmetatable(L,"LuaBook.array");
- luaL_register(L,"array",arraylib);
- return 1;
- }
2.修改newarray 使其为所有新建的数组设置这个元表
- staticintnewarray(lua_State * L)
- {
- size_tnBytes;
- NumArray * a;
- intn = luaL_checkint(L,1); //
- luaL_argcheck(L,n>=1,1,"invalid size"); //>1
- nBytes = sizeof(NumArray) + I_WORD(n-1)*sizeof(unsignedint);
- a = (NumArray * ) lua_newuserdata(L,nBytes);
- a->size = n;
- for(inti = 0;i<I_WORD(n-1);i++)
- a->values[i] = 0;//
- luaL_getmetatable(L,"LuaBook.array");
- lua_setmetatable(L,-2);
- return 1;
- }
3.最后,setarray getarray getzie 必有检其第一个参数是不回为一个合法的数组。所以定义了如下宏
- #definecheckarray(L) \\par (NumArray*) luaL_checkudata(L,1,"LuaBook.array")
28.3 面向对象的访问
下一步就是这种新类型变换为一个对象,然后就可以用普面向对象的语法来使用它们了如
a = array.new(1000)
print(a:size()) --1000
a:set(10,true)
print(a:get(10)) –true
注意:a: size() 等价于a.size(a) 因此,必须使用表达式a.size返回前面定义的函数getsize。实现这一点的关键是使用__index元方法。对于table而言Lua会在找不到指定key时调用 这个,对于userdata,则会在每次访问都调用它。假设运行如下代码
local metaarray = getmetatable(array.new(1)) --创建一个数组
metaarray.__index = metaarray
metaarray.set = array.set
metaarray.get = array.get
metaarray.size = array.size
第一行创建了数组,并将它的元表赋予metaarray。然后将metaarray.__index设置为metaarray。当对size求值时,lua会尝试通过a的元表__index字段来查这个值最后就找到了array.size()
其实,在c中也可以达到相同的效果,甚至还可以做的更好现在数组是一种具有操作的对象,可以无须在table array中保存这些操作。程序库只要导出一个用于创建新数组函数new就可以了。所有其它操作都可以作为对象的方法。c代码同样可以直接注册这些方法。操作getsize,getarray和setarray无须作任何改变 唯一改变的是注册它们的方式 。首先需要设置两个独立的函数列表,一个用于常规函数,一个用于方法
- staticconststructluaL_Regarraylib_f[] =
- {
- {"new",newarray},
- {NULL,NULL}
- };
- staticconststructluaL_Regarraylib_m[] =
- {
- {"set",setarray},
- {"get",getarray},
- {"size",getsize},
- {NULL,NULL}
- };
新的打开函数luaopen_array必须创建过元表,并将它赋予__index字段,然后在元表中注册所有方法,最后创建并填充array table。
- intluaopen_array(lua_State * L)
- {
- luaL_newmetatable(L,"LuaBook.array");
- /*.__index = */
- lua_pushvalue(L,-1); //
- lua_setfield(L,-2,"__index");
- luaL_register(L,NULL,arraylib_m);
- luaL_register(L,"array",arraylib_f);
- return 1;
- }
其中用到了 luaL_register的另一个特性。在第一次调用中,以NULL作为库名,luaL_register不会创建任何用于存储函数的table,而是以栈顶的table作用存储函数的table。在本本例中栈顶table就是元表本身,因此lua_register会将所有方法放入其中,第二次调用luaL-register则提供了一个表名,它就根据此名倒地 一个新的table,并将指定的函数注册在这个table中。
28.4 数组的访问
另一种写法是常规的数组写法 a[i] 。由于函数setarray和getarray所接受的参数次序暗剑相应元方法的次序。因此在lua代码中可以快速的将这些元方法定义为。
local metaarray = getmetatable(array.new(1))
metaarray.__index = array.get
metaarray.__newindex=array.set
metaarray.__len=array.size
如果还要更完美,可以在c代码中注册这些方法,为此需要再次修改初始化函数
- staticconststructluaL_Regarraylib_f[] =
- {
- {"new",newarray},
- {NULL,NULL}
- };
- staticconststructluaL_Regarraylib_m[] =
- {
- {"__newindex",setarray},
- {"__index",getarray},
- {"__len",getsize},
- {NULL,NULL}
- };
- intluaopen_array(lua_State * L)
- {
- luaL_newmetatable(L,"LuaBook.array");
- luaL_register(L,NULL,arraylib_m);
- luaL_register(L,"array",arraylib_f);
- return 1;
- }
28.5 轻量级userdata (light userdata)
之前介绍的是full userdata,Lua还提供了另一种轻量级userdata(light userdata)。事实上,轻量级userdata仅仅表示的是C指针的值,即(void*)。由于它只是一个值,所以不用创建。如果需要将一个轻量级userdata放入栈中,调用lua_pushlightuserdata即可。full userdata和light userdata之间最大的区别来自于相等性判断,对于一个full userdata,它只是与自身相等,而light userdata则表示为一个C指针,因此,它与所有表示同一指针的light userdata相等。再有就是light userdata不会受到垃圾收集器的管理,使用时就像一个普通的整型数字一样