LUA中的栈

Posted 2022-12-04 ouyangbuxiu

学习LUA也有一些时日了，个人认为对于LUA中的栈的理解很重要，嗯，写个小文章（真的很小）

如果你看了LUA的文档，那么就应该很清楚LUA与C交互数据时都是用到LUA中所谓的stack。那么当我调用lua_open函数之后栈是什么样的呢？空的（luaopen_base等会往栈上加进一些东西）。那么至于如何操作栈上的数据，我想官方文档上已经说得很清楚了，不过最初我对于栈的顺序有一些迷糊，所以就说说这个。现在假如我有如下的一段代码：
代码: lua_State* L = lua_open();
lua_pushnumber( L, 211 );
lua_pushnumber( L, 2222 );
lua_newtable( L );
lua_close( L );


那么当执行完lua_newtable之后栈上有三个元素，大致就是这样：

211
222
table

现在211是第一个元素，index为1，不过LUA也可以用负数来表示，那么现在他是多少？

index -index value
1 -3 211
2 -2 222
3 -1 table

嗯，很简单，再看看如果我们要设置一个TABLE的值怎么做？文档中说用lua_settable或是lua_rawset（这两者有什么区别应该和这里说的无关），它们参数意义、以及准备工作都一样，-1是值，-2是键值
lua_settable( lua_state*, int )
第一个参数是要操作的脚本环境，第二个则是要操作的表在栈上的位置
一般的写法可能是这样
代码: // 代码A
lua_getglobal( L, "myTable" );   // 获取要设置值的table
lua_pushstring( L, "hp" );         // "hp"在栈上的位置为-1
lua_pushnumber( L, 211 );          // "hp"在栈上的位置变为-2，而211则是-1
lua_settable( L, -3 );               // 值被正确的设置到全局变量（表）的myTable中

如果我是想把hp这个值设置到全局表中呢？一般通过调用lua_setglobal宏
代码: lua_pushnumber( L, 211 );
lua_setglobal( L, "hp" );

就这么简单，不过我们来看看lua_setglobal这个宏
代码: #define lua_setglobal(L,s)    /
   (lua_pushstring(L, s), lua_insert(L, -2), lua_settable(L, LUA_GLOBALSINDEX))

这么看来实际上我们上面的代码被替换成了
代码: lua_pushnumber( L, 211 );
lua_pushstring( L, "hp" );
lua_insert( L, -2 );         // 这一步看上去或许比较诡异，实际上是把-1的值放到lua_insert的第二个参数所指的位置，然后这个位置后面的参数往上移
                               //这里实际上最终结果就是-1和-2对调，但从逻辑上并不是对调
lua_settable( L, LUA_GLOBALSINDEX );         // 这里为什么不用lua_rawset？我认为是有原因的^@^


将上面的代码与代码A结合起来看，在lua_settable时index值不同，而它做的工作是如果发现index是LUA_GLOBALSINDEX 那么就取出全局表（还有一个LUA_REGISTERINDEX，类似），否则从stack上取元素，当然，这个栈位置取出的不是一个table就会失败。所以代码A中指定的是-3是刚从全局表中取出的myTable表（这里假设他是一个table），上面的代码片段则是取出的全局表。所以lua_settable的index是什么值都可以，只要它指向的是一个table

实际上lua中与c的接口也就主要在栈的操作上，基本上你在写一个lua与C结合的程序时你最最需要做的工作就是明白你当前栈上有什么元素以及它们的位置。我一般会在纸上画出他们的位置，如果你熟了，对于几句在一起有关联的lua调用则可以很快的看出栈的变化。比如lua_gettable/lua_rawget
代码: lua_pushstring( L, "hp" );
lua_gettable( L, LUA_GLOBALSINDEX );

只看第一句，栈顶是一个字符串，但两句放在一起，最终栈顶是一个全局表上一个名为hp的实际值
代码: lua_pushstring( L, "hp" );
lua_pushnumber( L, 211 );
lua_settable( L, LUA_GLOBALSINDEX );

无论第二句pushnumber还是pushvalue,pushstring什么的，最终这三句执行之后对于栈来说是没有任何变化的，因为lua_settable/lua_rawset会移走-1和-2

总之，对于栈的变化，在看一个函数的文档时先看它参数又需要栈上那些位置的元素并正确设置栈上的值，看清楚他会取栈上那些位置的元素作为这个lua api调用的使用并为之把正确的值放到栈上，最后注意函数完成之后会清除/移走那些位置的元素，我想应该就没什么问题了

作者：风舞影天  转自：Lua中文网站(www.luachina.net)