Lua_C_API
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Lua_C_API相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
《Programming in Lua》的第4部分，也是最后一部分，主要介绍C语言中如何调用Lua函数，以及Lua中如何调用C库中函数。
Iterators and Closures（迭代器和闭包）
Lua是一门嵌入式的和可扩展的语言，C和Lua之间有两种交互方式，第一种在C中调用Lua的库函数，第二种Lua中调用C的库函数。应用代码（Application Code）和库代码（Lib Code）同Lua交流使用相同的API，就是所谓的C_API，C_API是一组能和Lua进行交互的函数、常量和类型。Lua独立的解析器(lua.c)为应用代码的实现，标准库(lmathlih.c等)提供了库代码的实现，可以学习借鉴。
A First Example（第一个实例）
实现一个基本的独立的Lua解释器，如下：
lua.h：申明Lua提供的基本函数，比如创建一个新的Lua环境，调用Lua函数，读写环境中的全局变量，注册被Lua调用的新函数等等。所有申明在lua.h中的函数，都有一个前缀lua_，比如lua_pcall
laxulib.h：申明了由auxiliary library提供的函数，其中所有函数都有前缀luaL_，比如luaL_loadstring。其不能访问Lua内部的代码，而是基于lua.h库封装出来的更高级的库。
Lua库没有定义c全局变量，其所有的状态都保存在动态结构lua_State中，通过luaL_newstate可以创建一个新的Lua状态。lualib.h中定义了打开标准库的函数luaL_openlibs
The Stack（虚拟栈）
Lua和C之间通过虚拟栈进行沟通，几乎所有的API调用都会操作栈上的值，Lua和C所有的数据交换都在虚拟栈上进行，也可使用栈来保存一些中间结果。虚拟栈遵循后入先出形式。
对于元素入栈，每一种Lua类型都有一个入栈API，如下：
虚拟栈默认有20个位置（lua.h中LUA_MINSTACK定义），对于大多数情况是够用的，对于一些特殊情况，需要使用lua_checkstack来检查是否有足够的空间，如果空间不够，会增加栈的空间，如下
第一个入栈元素索引值为1，第二个为2... 也可以用-1来索引栈顶的元素，-2来索引倒数第二个元素。比如使用lua_tostring(L, -1)以字符串形式返回栈顶元素。API提供了一组函数还检查栈中的元素类型lua_is*其中*代表lua中的类型，比如lua_isnil, lua_isnumber等。所有函数原型为：
实际上，lua_is*不仅仅检查栈中元素是否为该类型，可以转换为对应类型的也可。
从栈中获取元素，可以使用lua_to*这组函数，如下：
通过实现一个将栈上所有的内容dump打印出来的例子来说明这些接口的使用：
其它一些栈的操作如下：
还是用一个例子来说明栈操作相关接口的使用，脑海中运行一遍加深理解：
Error handling（异常处理）
一些操作可以抛出错误：访问全局变量触发__index元方法抛出错误，分配内存操作最终触发垃圾回收，并通过finalizers抛出错误，总而言之，大量的Lua API都能抛出错误。因为C语言没有提供异常处理，面对这种困难，Lua是使用C中的setjmp来实现异常处理机制的。
在应用代码（c代码）中通过lua_pcall调用C函数的方式来实现安全调用和进行异常处理，如下：
为Lua写的库函数通过pcall来处理异常。
Memory Allocation（内存分配器）
Lua提供了默认的内存分配机制malloc-realloc-free，基于C标准库，如下：
我们也可以自己定制内存分配机制，lua_newstate提供了相应的参数
也可通过lua_getallocf和lua_setallocf来获取和设置内存分配器
Exercises
The Basics（基础）
使用Lua配置文件来定义窗口大小，并解析获得相关参数，如下：
对于table的操作可以使用lua_settable和lua_gettable。还有对应的更便捷的接口lua_setfield和lua_getfield
Calling Lua Functions（C中调用Lua函数）
Lua的一个优点是其配置文件可以定义函数并被应用程序调用。如下在C中调用Lua函数
lua_pcall
原型：int lua_pcall(lua_State *L, int nargs, int nresults, int msgh)第
功能：在保护模式下调用一个函数
如果没有抛错的话，lua_pcall同lua_call，如果有错误发生，lua_pcall会捕获错误，并将错误信息压入栈，并返回一个错误代码。lua_pcall会将函数和参数从栈上pop掉。
A Generic Call Function（通用函数调用）
可使用stdarg标准库来封装对lua函数的调用，如下：
call_va(L, "f", "dd>d", x, y, &z)
其中dd>d表示2个double类型参数，返回1个double类型的结果。d代表double，i代表integer，s调用string。>用来分隔参数和结果，如果不需要返回结果则这个>可有可无。
一个通用的函数调用如下：
Exercise
C Functions（C函数）
任何注册给Lua的函数都有相同的原型
以下为sin函数实现：
在Lua脚本中调用这个函数前，需要进行注册：
以下为一个更为复杂例子，编写一个函数返回给定目录下所有的内容
C Modules（C模块）
通常将所有的C函数放在一个数组中
接着编译上述库文件，生产对应的so文件，然后将其放入对应的C路径下，就可以在lua脚本中使用了
Exercise
Array Manipulation
我们可以使用lua_settable和lua_gettable来操作table，此外API还提供了lua_geti和lua_seti来访问和更新table，
以下为一个具体的例子，用C实现一个Map函数，将数组中每一个元素作为参数传入函数f，并将执行结果替换为数组中原来的元素。
String Manipulation
以下为分割字符串例子
以上主要介绍了常用C API，虚拟栈的使用，异常处理方式，如何定制自己的内存分配策略，如何扩展C程序，如何在C中调用Lua，以及如何编写给Lua调用的C模块等。整本书的四个部分分享到此，选择性的跳过了一些部分。
参考：
http://www.lua.org/pil/
http://www.lua.org/manual/5.3/manual.html#lua_call
以上是关于Lua_C_API的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章