游戏开发实现C++与Lua交互!

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了游戏开发实现C++与Lua交互!相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

题外话：这将是一个系列教程，主要是讲Lua和C++交互的内容。内容来源自2019下半年自己给自己制定的学习计划内容。2019年也即将结束，所有把这半年的学习情况整理一下发出来，与那些想学习Lua和C++交互的同学共勉。（其实也是为了方便自己以后查阅）

一、搭建C++调用Lua环境

一、环境准备

从Lua5.1.4开始官方给出的文件只有源代码和makefile文件了，官网给出的bulid方式也是在类linux平台，如果只是想找个库使用下可以到这里来下载：joedf.ahkscript.org/Lua ，如果需要自定修改库配置的话，就需要自己编译。关于编译Windows版本的教程网上也有很多，如果我有时间，后续也会写一篇编译教程。

附录


二、开发环境

1、我使用的是vs2017写的测试用例，首先建立一个空的C++控制台应用程序，然后在里面创建一个LuaTest.cpp文件和一个Test.lua文件，目录结构如下：

2、添加项目包含目录和依赖项。我是把安装的Lua文件直接拷贝到新建的项目工程内的，这样做的好处，是方便把测试工程给大家，不需要安装Lua，工程就可以直接运行。

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三、代码

1、在Test.lua文件内添加如下代码：

print "Hello, Lua! Demo1"

2、在LuaTest.cpp文件内添加如下代码：

#include <stdio.h>extern "C" {#include "lua.h"#include "lualib.h"#include "lauxlib.h"}lua_State* L;int main(int argc, char *argv[]){L = lua_open();luaL_openlibs(L);luaL_dofile(L, "Test.lua");lua_close(L);printf("Press enter to exit...");getchar();return 0;}



四、测试

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二、C++调用Lua函数

上一篇文章中我们已经把测试环境搭建完毕了，接下来就用上次的项目工程进行代码测试和分析。

这篇文章主要讲在C++中怎么调用Lua中的函数add，并且把lua中函数计算结果返回给C++，然后在打印出来计算的结果。

一、直接上代码：

1、在Test.lua文件内添加如下代码：

print "Hello, Lua Demo2!"function add(x,y)return x + yend

2、在LuaTest.cpp文件内添加如下代码：

#include <stdio.h>extern "C" {#include "lua.h"#include "lualib.h"#include "lauxlib.h"}lua_State* L;int LuaAdd(int x,int y){int sum;//code5lua_getglobal(L, "add");//code6lua_pushnumber(L, x);//code7lua_pushnumber(L, y);//code8lua_call(L, 2, 1);//code9sum = (int)lua_tointeger(L, -1);//code10lua_pop(L, 1);return sum;}int main(int argc, char *argv[]){int sum;//code1L = lua_open();//code2luaL_openlibs(L);//code3luaL_dofile(L, "Test.lua");//code4sum = LuaAdd(2014, 15);

printf("The sum is: %d
", sum);//code11lua_close(L);

printf("Press enter to exit...");getchar();

return 0;}


二、代码分析

code1，通过lua_open()函数来创建一个lua的虚拟机L。Tips：在5.2以及后续版本中已经被废弃，请使用新的函数luaL_newstate和lua_newstate。lua_newstate可自定义内存分配函数，luaL_newstate使用默认的内存分配方式。

code2，打开Lua中的所有标准库，如io库、string库等。

code3，luaL_dofile来加载和执行Test.lua脚本。参数是lua脚本的路径，由于我的lua文件就在工程根目录，所有直接写脚本名字就可以了。l

uaL_dofile函数的宏定义如下：

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Tips：luaL_dofile函数实际上是执行了lua_load函数来加载lua文件，加载成功之后会编译一个代码块作为一个匿名函数放置在栈顶。然后调用lua_pcall执行匿名代码块，最终C代码才能调用lua中的函数和变量等等。

code4，是执行我们自己写的一个加法函数。里面封装里对lua的一些调用

code5，lua_getglobal是从全局表中找到add字段对应的数据并把它送入栈顶。

我们看一下lua_getglobal的定义，其实就是一个宏。

通过lua_getfield把字段s送入到栈中。可参考栈的运行图Log index 1

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code6，lua_pushnumber把参数x的值压如栈中。

code7，lua_pushnumber把参数y的值压如栈中。此时栈内有三条数据了。最终站内的变化，可以参考栈的运行图Log index 2

code8，lua_call函数告诉lua虚拟机 L，它传入2个参数，需要返回1个值。这时候lua主程序开始把栈内的2个参数数据取出来，然后传入到函数add中。然后执行函数add，最后把计算出来的结果返回到栈顶。执行玩lua_call之后，栈内只剩下一个函数的返回值了。效果如栈的运行图Log index 3

code9，lua_tointeger是去栈顶取出返回值，然后复制给sum

code10，是一个宏，用于从虚拟栈中弹出指定数量的元素，这里的1表示仅弹出栈顶的元素。弹出一个元素之后，此时栈内没有数据了。参考栈的运行图Log index 4

code11，lua_close关闭当前虚拟L，并释放L所占用的动态内存。

三、运行结果如下图

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四、程序运行时栈内的变化情况如下图：

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三、Lua调用C++函数

上一篇文章中我们已经知道了，C++怎么调用Lua中的函数，接下来我们学习一下，Lua怎么调用C++中的函数。

这篇文章主要讲在Lua中执行average()函数，怎么调用到C++中的Average函数。然后把Average函数的执行结果再返回给Lua中。

一、直接上代码：

1、在Test.lua文件内添加如下代码：

print "Hello, Lua! Demo3"avg, sum = average(10,20,30,40,50);print("The average is ", avg)print("The sum is ", sum)

2、在LuaTest.cpp文件内添加如下代码：

#include <stdio.h>extern "C" {#include "lua.h"#include "lualib.h"#include "lauxlib.h"}

lua_State* L;static int Average(lua_State *L){//code3int n = lua_gettop(L);double sum = 0;//code4for (int i = 1; i <= n; ++i){sum += lua_tonumber(L, i);}//code5lua_pushnumber(L, sum / n);lua_pushnumber(L, sum);//code6return 2;}
int main(int argc, char *argv[]){L = lua_open();

luaL_openlibs(L);//code1lua_register(L, "average", Average);//code2luaL_dofile(L, "Test.lua");

lua_close(L);

printf("Press enter to exit...");getchar();

return 0;}



二、代码分析，和上一篇C++调用Lua中重复的函数，这里就不做分析了，不明白的，可以去看上一篇。

code1、lua_register注册函数把Lua函数和C++函数进行绑定。我们F12看一下lua_register里面怎么定义的。lua_register其实是一个宏定义

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包括lua_pushcfunction和lua_setglobal操作。其实就是先用lua_pushcfunction把在c++中定义的函数压如栈中，然后lua_setglobal来设置栈顶的元素对应的值，这样就可以把lua函数和栈顶的c++函数建立引用关系。

lua_setglobal其实也是一个宏定义，就是一个特殊的lua_setfield操作。

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code2、加载并执行lua脚本，此时lua中的函数average被执行，同时向栈中压如5个参数。参考栈的运行图Log index 1

code3、 lua_gettop是取出栈顶的索引值。此时栈顶的索引值大小就是站内元素的个数。

code4、使用循环变量站内所有的元素，通过lua_tonumber取出站内的值，然后进行相加操作。

code5、把要返回的值再压如栈。此时此时栈内7条数据，参考栈的运行图Log index 2

code6、告诉lua主程序，返回2个值。lua这是可以用参数接受这两个值

三、运行结果如下图

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四、程序运行时栈内的变化情况如下图：

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四、C++获得Lua的变量和Table的值

上两篇文章都已经把Lua和C++函数的调用讲完了，这篇开始讲变量和Table的调用。

这篇文章主要是讲C++怎么调用获得Lua中的变量和Table的值，并且把lua中的值打印出来。

一、直接上代码：

1、在Test.lua文件内添加如下代码：

print "Hello, Lua Demo4!"name="my name is lua"nameTable={sex = "male", age=18}



2、在LuaTest.cpp文件内添加如下代码：

#include <stdio.h>
extern "C" {#include "lua.h"#include "lualib.h"#include "lauxlib.h"}

lua_State* L;
int main(int argc, char *argv[]){L = lua_open();
luaL_openlibs(L);

luaL_dofile(L, "Test.lua");

lua_settop(L, 0);

//code1lua_getglobal(L, "name");

//code2int isStr = lua_isstring(L, -1);if (isStr == 0){printf("stack top is not string
");}else{printf("stack top is string
");}

//code3const char* strName = lua_tostring(L, -1);printf("name: %s
", strName);

//code4lua_getglobal(L, "nameTable");

//code5lua_pushstring(L, "sex");lua_gettable(L, -2);
lua_pushstring(L, "age");lua_gettable(L, -3);

//code6int iAge = (int)lua_tointeger(L, -1);const char* strSex = lua_tostring(L, -2);printf("age: %d
", iAge);printf("sex: %s
", strSex);

lua_close(L);

/* pause */printf("Press enter to exit...");getchar();

return 0;}


二、代码分析，曾经讲过的函数这里就不做分析了，不明白的，可以去看前面的文章。

code1、因为luaL_dofile(L, "Test.lua")已经把lua文件加载到内存并行执行了pcall函数。lua_getglobal(L, "name")就是从全局表中找到name字段对应的值，并把它放到栈顶。可以参考栈的运行图Log index 1

code2、lua_isstring(L, -1)是用来判断栈顶是否是string类型，还有一些类似的函数，可以自行查看API。

code3、lua_tostring(L, -1)从栈顶取出值，然后赋值给一个变量使用。数据还在栈没，没有弹出。

code4、lua_getglobal(L, "nameTable")从全局表中找到nameTable对应的数据，并把他放到栈顶。此时栈内有两条数据了，看栈的运行图Log index 2

code5、lua_pushstring是向栈内压如一个值。lua_gettable是从table中取出刚才压入的数据对应的值，并且替换掉sex。从栈的运行图Log index 3中，可以清晰的看出，数据已经从table中取出放到栈上了

code6、分别使用系统函数 lua_tointeger和lua_tostring取出栈上面的值。最终栈内是四个值，如栈的运行图Log index 4。如果此时调用lua_settop(L, 0) 那么会清空栈内所有的数据。

三、运行结果如下图

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四、程序运行时栈内的变化情况如下图：

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五、C++修改Lua的变量和Table的值

上一篇文章讲了C++如何获得Lua中的变量和Table中的值，这篇文章主要讲如何修改Lua中的变量的值和Table中的变量的值，并把修改后的值打印出来。

一、直接上代码：

1、在Test.lua文件内添加如下代码：

print "Hello, Lua Demo5"
name="my name is lua"iVar = 5nameTable={sex = "male", age=18}

function PrintLuaLog()print("name: " ..name)print("iVar: " ..iVar)

for key, value in pairs(nameTable) doprint("key: "..key .. " value: ".. value)endend

function AddIncrease()iVar = iVar + 10nameTable.age = nameTable.age + 10end

PrintLuaLog()print("//////////////////////////////////////////do lua end")

2、在LuaTest.cpp文件内添加如下代码：

int main(int argc, char *argv[]){L = lua_open();luaL_openlibs(L);
luaL_dofile(L, "Test.lua");

lua_getglobal(L, "name");const char* strName = lua_tostring(L, -1);printf("name: %s
", strName);

StackDump(L, 1);//code1lua_pop(L, 1);//code2lua_pushstring(L, "my name is lua modify ");lua_setfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, "name");StackDump(L, 2);//code3lua_getglobal(L, "name");StackDump(L, 3);printf("setglobal name: %s
", lua_tostring(L, -1));//code4lua_settop(L, 0);//code5lua_getglobal(L, "nameTable");//code6//lua_pushstring(L, "sex");//lua_gettable(L, -2);

//lua_pushstring(L, "age");//lua_gettable(L, -3);//code7lua_getfield(L, -1, "sex");lua_getfield(L, -2, "age");

StackDump(L, 4);

printf("age: %d
", lua_tointeger(L, -1));printf("sex: %s
", lua_tostring(L, -2));//code8//lua_pushstring(L, "age");//lua_pushnumber(L, 19);//lua_settable(L, 1);//code9lua_pushnumber(L, 19);lua_setfield(L, 1, "age");//code10//lua_pushstring(L, "age");//lua_gettable(L, 1);code11lua_getfield(L, 1, "age");

StackDump(L, 5);printf("setglobal age: %d
", (int)lua_tointeger(L, -1));//code12lua_getglobal(L, "PrintLuaLog");lua_pcall(L, 0, 0, 0);StackDump(L, 6);//code13lua_getglobal(L, "AddIncrease");lua_pcall(L, 0, 0, 0);//code14lua_getglobal(L, "PrintLuaLog");lua_pcall(L, 0, 0, 0);//code15lua_settop(L, 0);lua_getglobal(L, "iVar");printf("iVar: %d
", lua_tointeger(L, -1));

lua_pop(L, 1);//code16lua_getglobal(L, "nameTable");lua_getfield(L, -1, "age");

printf("age: %d
", lua_tointeger(L, -1));

StackDump(L, 7);

lua_close(L);
printf("Press enter to exit...");getchar();

return 0;}

二、代码分析，曾经讲过的函数这里就不做分析了，不明白的，可以去看前面的文章。

code1、执行lua_pop，把上面为了打印name数据而压入栈的数据弹出栈，保持栈是空的。

code2、用"my name is lua modify "的值来替换掉原来lua中name字段的值。修改规则，先压入栈内一个要修改的值value，然后调用lua_setfield，通过全局索引和key字段来进行修改要修改的key字段对应的值。修改之后会把刚才压入栈的值弹出栈。此时栈还是为空，参考栈的运行图Log index2

code3、打印刚才修改后的name值，确认一下是否修改成功。

code4、lua_settop(L, 0)是清空栈的操作函数，无论栈中有多少元素，全部清空。

code5、开始把lua中的nameTable压如栈中等待使用。

code6、code6和code7的执行效果一样，是两种获得lua table中数据的方式

code7、把table中的数据压如栈中，等待使用。

code8、code8和code9的执行效果都是一样，都是修改table中age字段的值。我们看修改规则：先把table中的key压入栈中，然后再压入要修改的值value，最后调用lua_settable来修改。修改执行完毕会把刚才压入栈中的两个值全部弹出栈。

code9、修改table中字段的值的规则，先把要修改的值压入栈中，然后调用lua_setfield来用栈顶的值修改掉原来table中的key对应的值。修改执行完毕，会把刚才压入栈中的值全部弹出。

code10、code10和code11的执行结果是一样的，都是从table中取出字段age的值，然后压入栈中。

code12、是执行lua中的打印函数，来验证一下lua中的值是否被掉。

code13、是执行lua中的递加方法，然后看一下执行之后，lua中的各个变量的值

codd14、再次打印递加之后的lua中变量的值

code15、通过C++调用的方式打印lua中变量iVar的值

code16、通过C++调用的方式打印lua table中的变量的值。

所有的执行情况，可以参照栈的运行图，里面有详细的数据入栈和出栈操作

三、运行结果如下图

四、程序运行时栈内的变化情况如下图：

来源: 知乎专栏-lua之旅 , 可以点击阅读原文查看.

以上是关于游戏开发实现C++与Lua交互!的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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