LuaInterface简单介绍

Posted 2020-09-27 lytwajue

LuaInterface简单介绍

Lua是一种非常好的扩展性语言。Lua解释器被设计成一个非常easy嵌入到宿主程序的库。LuaInterface则用于实现Lua和CLR的混合编程。

（一）Lua from the CLR

　　測试环境：在VS2010中建一个C#控制台应用程序。并加入LuaInterface.dll的引用（安装LuaForWindows或直接下载LuaInterface都可得到该文件）。

　　LuaForWindows下载地址：http://luaforge.net/projects/luaforwindows/

　　LuaInterface下载地址：http://luaforge.net/projects/luainterface/ （下载luainterface-1.5.3，这里面的资源比較多，还有比較完整的演示样例代码。非常实用的哦。）

　　LuaInterface.Lua类是CLR訪问Lua解释器的主要接口，一个LuaInterface.Lua类对象就代表了一个Lua解释器（或Lua运行环境）。Lua解释器能够同一时候存在多个，而且它们之间是全然相互独立的。

　　以下的简单代码展示了以下功能：

　　（1）CLR訪问Lua的全局域： 下标/索引操作[]

　　（2）CLR新建Lua的table：NewTable

　　（3）CLR中运行Lua脚本代码或脚本文件：DoFile、DoString

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using LuaInterface;

namespace TestCSharpAndLuaInterface
{
        static void Main(string[] args)
        {
            // 新建一个Lua解释器，每个Lua实例都相互独立
            Lua lua = new Lua();

            // Lua的索引操作[]能够创建、訪问、改动global域，括号中面是变量名
            // 创建global域num和str
            lua["num"] = 2;
            lua["str"] = "a string";
            
            // 创建空table
            lua.NewTable("tab");

            // 运行lua脚本。着两个方法都会返回object[]记录脚本的运行结果
            lua.DoString("num = 100; print(\"i am a lua string\")");
            lua.DoFile("C:\\luatest\\testLuaInterface.lua");
            object[] retVals = lua.DoString("return num,str");

            // 訪问global域num和str
            double num = (double)lua["num"];
            string str = (string)lua["str"];

            Console.WriteLine("num = {0}", num);
            Console.WriteLine("str = {0}", str);
            Console.WriteLine("width = {0}", lua["width"]);
            Console.WriteLine("height = {0}", lua["height"]);
        }
    }
}

LuaIntrface自己主动相应Lua和CLR中的一些基础类型：
　　[nil, null]
　　[string, System.String]
　　[number, System.Double]
　　[boolean, System.Boolean]
　　[table, LuaInterface.LuaTable]
　　[function, LuaInterface.LuaFunction]
以上相应关系反之亦然。

特殊类型：userdata

　　（1）CLR中不能自己主动匹配Lua类型的对象（以上基础类型之外的类型）传给Lua时。转换为userdata，当Lua把这些userdata传回给CLR时，这些userdata又转换回原类型对象；
　　（2）Lua里面生成的userdata从Lua传到CLR时转换为LuaInterface.LuaUserData。

　　LuaTable和LuaUserData都有索引操作[]，用来訪问或改动域值，索引能够为string或number。
　　LuaFunction和LuaUserData都有call方法用来运行函数。能够传入随意多个參数并返回多个值。

Lua调用CLR的函数：RegisterFunction方法用来将CLR函数注冊进Lua解释器，供Lua代码调用。看以下这个样例：

namespace TestCSharpAndLuaInterface
{
    class TestClass
    {
        private int value = 0;

        public void TestPrint(int num)
        {
            Console.WriteLine("TestClass.TestPrint Called! value = {0}", value = num);
        }

        public static void TestStaticPrint()
        {
            Console.WriteLine("TestClass.TestStaticPrint Called!");
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Lua lua = new Lua();
            
            TestClass obj = new TestClass();
            // 注冊CLR对象方法到Lua，供Lua调用
            lua.RegisterFunction("LuaTestPrint", obj, obj.GetType().GetMethod("TestPrint"));    // 也可用 typeof(TestClass).GetMethod("TestPrint")
            // 注冊CLR静态方法到Lua，供Lua调用
            lua.RegisterFunction("LuaStaticPrint", null, typeof(TestClass).GetMethod("TestStaticPrint"));

            lua.DoString("LuaTestPrint(10)");
            lua.DoString("LuaStaticPrint()");
        }
    }
}

（二）CLR from Lua

（1）载入和实例化CLR类型

測试环境有两种方式：

　　第一种：纯Lua文件里进行測试

　　将LuaForWindows安装的LuaInterface.dll和luanet.dll都复制到自己注冊的环境变量的文件夹下，比方我的是"C:\\luatest\\"，然后就能够在Lua编辑器中编写測试代码了，例如以下：

--package.cpath  = "C:\\luatest\\?.dll"

require "luanet"

--载入CLR的类型、实例化CLR对象
luanet.load_assembly("System.Windows.Forms")
luanet.load_assembly("System.Drawing")
Form = luanet.import_type("System.Windows.Forms.Form")
StartPosition = luanet.import_type("System.Windows.Forms.FormStartPosition")

print(Form)
print(StartPosition)

上面的代码演示了假设利用LuaInterface的luanet在Lua中载入CLR的类型。在配置编译环境的时候一定要注意将两个dll同一时候复制到一个文件夹下。由于luanet.dll是依赖LuaInterfce.dll的。

　　另外一种：在C#project中測试

　　还是在外部单独编写lua代码文件。然后在C#project中使用lua.DoFile接口执行lua代码。这样的方式比較灵活而且可以更方便的測试LuaInterface所提供的各项功能，我们后面的測试代码均是在这样的模式系下进行測试。

　　这样的模式下就不须要在lua脚本中手动require "luanet"了，由于已经手动将LuaInterface的引用加入到project中了。lua脚本中直接使用luanet就能够訪问各接口了。

　　luanet.load_assembly函数：载入CLR程序集；

　　luanet.import_type函数：载入程序集中的类型；

　　luanet.get_constructor_bysig函数：显示获取某个特定的构造函数。

　　c#主要代码例如以下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using LuaInterface;

namespace TesLuaInterface
{
    class TestClass2
    {
        public TestClass2(string str)
        {
            Console.WriteLine("called TestClass2(string str) str = {0}", str);
        }

        public TestClass2(int n)
        {
            Console.WriteLine("called TestClass2(int n) n = {0}", n);
        }

        public TestClass2(int n1, int n2)
        {
            Console.WriteLine("called TestClass2(int n1, int n2) n1 = {0}, n2 = {1}", n1, n2);
        }
    }

        // 载入和实例化CLR类型
        static void Main(string[] args)
        {
            Lua lua = new Lua();

            lua.DoFile("C:\\luatest\\testLuaNet.lua");
        }
    }
}

lua主要代码例如以下：

-- 载入自己定义类型，先载入程序集，在载入类型
luanet.load_assembly("TestEnvi")
TestClass = luanet.import_type("TesLuaInterface.TestClass2")

obj1 = TestClass(2, 3)    -- 匹配public TestClass2(int n1, int n2)
obj2 = TestClass("x")    -- 匹配public TestClass2(string str)
obj3 = TestClass(3)        -- 匹public TestClass2(string str)

TestClass_cons2 = luanet.get_constructor_bysig(TestClass, 'System.Int32')
obj3 = TestClass_cons2(3)    -- 匹配public TestClass2(int n)

TestEnvi为我建的project代码的程序集名字，这一项是能够在project属性中进行设置的。TestLuaInterface为測试代码的命名空间。

　　从上面的构造函数的匹配能够看出，LuaInterface匹配构造函数的规律：

　　LuaInterface匹配第一个可以匹配的构造函数，在这个过程中。numerical string（数字字符串）会自己主动匹配number。而number可以自己主动匹配string。所以TestClass(3)匹配到了參数为string的构造函数。

　　假设一定要手动匹配某个构造函数，则能够使用luanet.get_constructor_bysic函数。

（2）訪问CLR类型对象的字段和方法

　　Lua代码中。訪问CLR类型对象的字段的方式和訪问table的键索引一样。比方button1.Text、button["Text"]。

　　Lua代码中，訪问CLR类型对象的函数的方式和调用table的函数一样，比方form:ShowDialog()。

　　规则非常easy，但在訪问函数的时候，有下面几种情况须要注意的：

　　（a）当有重载函数时。函数的匹配过程和上面提到的构造函数的匹配过程一样，自己主动匹配第一个可以匹配的函数。

假设一定要手动调用某个特定參数的函数。可以使用luanet.get_method_bysig函数来制定，比方：

setMethod=get_method_bysig(obj,'setValue','System.String')"
　　setMethod('str')

     （b）当函数有out或ref參数时，out參数和ref參数和函数的返回值一起返回，而且调用函数时out參数不须要传入。比方：

 -- calling int obj::OutMethod1(int,out int,out int)
    retVal,out1,out2 = obj:OutMethod1(inVal)
    -- calling void obj::OutMethod2(int,out int)
    retVal,out1 = obj:OutMethod2(inVal) -- retVal ser´a nil
    -- calling int obj::RefMethod(int,ref int)

     （c）假设一个对象有两个Interface，而且两个Interface都有某个同名函数比方。IFoo.method()和IBar.method()。这样的情况下obj["IFoo.method"]表示訪问前者。

　　訪问CLR类型对象的字段和函数的演示样例代码例如以下：

luanet.load_assembly("System.Windows.Forms")
luanet.load_assembly("System.Drawing")
Form = luanet.import_type("System.Windows.Forms.Form")
Button = luanet.import_type("System.Windows.Forms.Button")
Point = luanet.import_type("System.Drawing.Point")
StartPosition = luanet.import_type("System.Windows.Forms.FormStartPosition")

form1 = Form()
button1 = Button()
button2 = Button()
position = Point(10, 10)
start_position = StartPosition.CenterScreen

button1.Text = "OK"
button2["Text"] = "Cancel"
button1.Location = position
button2.Location = Point(button1.Left, button1.Height + button1.Top + 10)
form1.Controls:Add(button1)
form1.Controls:Add(button2)
form1.StartPosition = start_position
form1:ShowDialog()

（3）事件处理，加入和删除事件托付

　　LuaInterface为Event提供了Add和Remove函数来注冊和移除事件处理函数。Add函数传入一个Lua函数，将其转换为一个CLR托付（delegate），并返回这个托付。

function handle_mouseup(sender,args)
　　print(sender:ToString() .. ’ MouseUp!’)
　　button.MouseUp:Remove(handler)
end
handler = button.MouseUp:Add(handle_mouseup)

（4）LuaInterface三种扩展CLR的方法

　　LuaInterface提供了三种扩展CLR的方法，第一种就是上面提到的加入托付的方式，在须要delegate的地方传入Lua function，LuaInterface利用Lua function创建一个CLR delegate 并传入CLR。　　

　　另外一种是在须要CLR Interface实例的地方传入一个Lua Table，比方：

-- interface ISample { int DoTask(int x, int y); }
-- SomeType.SomeMethod signature: int SomeMethod(ISample i)
-- obj is instance of SomeType
sum = {}
function sum:DoTask(x,y)
return x+y
end
-- sum is converted to instance of ISample
res = obj:SomeMethod(sum)

假设Interface里面有多个重载接口，那么Lua Table须要实现每个版本号的接口函数。而且要注意out和ref參数的处理：

-- interface ISample2 { void DoTask1(ref int x, out int y);
-- int DoTask2(int x, out int y); }
-- SomeType.SomeMethod signature: int SomeMethod(ISample i)
-- obj is instance of SomeType
inc = {}
function inc:DoTask1(x)
return x+1,x
end
function inc:DoTask2(x)
return x+1,x
end
res = obj:SomeMethod(sum)

第三种是利用Lua Table继承CLR Class，也就是用Table作为其子类，这里CLR Class必须拥有virtual函数，而且Lua Table必须至少重写一个virtual函数。主要相关函数是luanet.make_object。

-- class SomeObject {
-- public virtual int SomeMethod(int x, int y) { return x+y; } }
-- SomeType.SomeMethod signature: int SomeMethod(SomeObject o)
-- obj is instance of SomeType
some_obj = { const = 4 }
function some_obj:SomeMethod(x,y)
local z = self.base:SomeMethod(x,y)
return z*self.const
end
SomeObject = luanet.import_type(’SomeObject’)
luanet.make_object(some_obj,SomeObject)
res = some_obj:SomeMethod(2,3) -- returns 20
res = some_obj:ToString() -- calls base method
res = obj:SomeMethod(some_obj) -- passing as argument

由于Table作为子类实例，那么就能够在须要Class的地方传入这个Table实例。

注意。假设Table没有重写不论什么virtual函数，则直接返回父类对象。

当然。作为子类，能够直接訪问父类中其它的还接口。

　　以上三种归纳起来就是：Lua Function-->CLR delegate、Lua Table-->CLR Interface、 Lua Table-->CLR Class。