Lua

Posted 2020-10-12 Alanf

lua是一个小巧的脚本语言。其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。
Lua由标准C编写而成，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。
Lua并没有提供强大的库，这是由它的定位决定的。所以Lua不适合作为开发独立应用程序的语言。
Lua有一个同时进行的JIT项目，提供在特定平台上的即时编译功能。
Lua脚本可以很容易的被C/C++ 代码调用，也可以反过来调用C/C++的函数，这使得Lua在应用程序中可以被广泛应用。
不仅仅作为扩展脚本，也可以作为普通的配置文件，代替XML,ini等文件格式，并且更容易理解和维护。
Lua由标准C编写而成，代码简洁优美，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。
一个完整的Lua解释器不过200k，在目前所有脚本引擎中，Lua的速度是最快的。
这一切都决定了Lua是作为嵌入式脚本的最佳选择。

保存和运行
运行可以通过Lua的交互模式，也可以用记事本编辑代码保存为 .lua 的格式,通过lua编译器运行。
也可以通过第三方工具，将lua打包独立运行。

目标
Lua的目标是成为一个很容易嵌入其它语言中使用的语言。大多数程序员也认为它的确做到了这一点。
很多应用程序、游戏使用LUA作为自己的嵌入式脚本语言，以此来实现可配置性、可扩展性。

特性   轻量级
轻量级Lua语言的官方版本只包括一个精简的核心和最基本的库。
这使得Lua体积小、启动速度快，从而适合嵌入在别的程序里。
5.0.2版的Lua的内核小于120KB，而Python的内核大约860KB，Perl的内核大约1.1MB。

可扩展
可扩展 Lua并不象其它许多"大而全"的语言那样，包括很多功能，比如网络通讯、图形界面等。
但是Lua提供了非常易于使用的扩展接口和机制：由宿主语言(通常是C或C++)提供这些功能，Lua可以使用它们，就像是本来就内置的功能一样。

其它特性
Lua还具有其它一些特性：同时支持面向过程(procedure-oriented)编程和函数式编程(functional programming)；
自动内存管理；只提供了一种通用类型的表（table），用它可以实现数组，哈希表，集合，对象；
语言内置模式匹配；闭包(closure)；函数也可以看做一个值；
提供多线程（协同进程 ，并非操作系统所支持的线程）支持；
通过闭包和table可以很方便地支持面向对象编程所需要的一些关键机制，比如数据抽象，虚函数，继承和重载等。

Lua 应用场景
游戏开发
独立应用脚本
Web 应用脚本
扩展和数据库插件如：mysql Proxy 和 MySQL WorkBench
安全系统，如入侵检测系统

数据交换

Lua和C程序通过一个栈交换数据: struct lua_State
栈的序号可以从栈顶和栈底计数，从栈底计数，则栈底是1,向栈顶方向递增。
从栈顶计数，则栈顶是-1,向栈底方向递减。一般都用从栈底计数的方式。
栈的默认大小是20，可以用lua_checkstack修改.用lua_gettop则可以获得栈里的元素数目。
并不是说在栈顶有一个整形元素。
而是计算了一下栈顶元素在栈里的正index,相当于元素数目。
Lua 调用C函数用的栈是临时的，调用结束之后就被销毁了。

如何从栈中获取从Lua脚本中的参数
如果知道Lua脚本中某个全局变量的名字，可以用
void lua_getglobal(lua_State*L,const char*name)
这个函数会将name所指Lua变量的值放在栈顶.
如果是在C函数中要获取Lua调用函数使用的参数：
首先用lua_gettop检查参数数量
用lua_is类函数检测参数的类型，做好错误处理
用lua_to类函数将参数转换为number或者string。(对Lua来说，只有这两种简单类型)
lua_tonumber返回的是double
lua_tostring返回的是char
用lua_remove从栈中删除掉元素，继续获取下一个元素。
因为每次都调用lua_remove,所以每次调用lua_tonumber,使用的index都将固定是-1，即栈顶。
如果lua_istable成立，那么说明栈顶是一个table
注意 table是不能取出来的，只能把 table 里的元素一个个取出来。
首先把元素的名字压入栈顶：
lua_pushstring(L,"i");
然后就可以用lua_gettable调用，值会放在栈顶。同时刚才压入的元素名字被弹出。
用上面的办法，可以把这个值取出来。记得也应该lua_remove。 如果table的某一个元素也是table，重复即可。
当table的所有元素都取完了，记住这个table本身还在栈里，要用lua_remove把它删除。
如果要获取的是一个数组(所谓数组，其实就是key是从1开始的数字序列的table,并且值类型相同),用lua_next可以遍历这个数组：
首先lua_pushnil，压入一个空值，然后
如何从C返回数据给Lua脚本
用 lua_push 类函数压入数据到栈中，并用return n;来告诉Lua返回了几个返回值。
Lua是天生支持多个返回值的，如1    x,y=Test()
Lua会根据n从栈里取相应的数据。
只有数组才能这样，name,value构成的Record不行，table.getn也只对数组有效。
由于上述代码的高度相似性，所以很容易实现自动生成这些代码。比如，根据C的一个struct定义：
LuaToData也是类似的。
如果使用面向对象的方式封装起flag来，把DataToLua变成flag类的一个方法，就更加方便了。

使用项目
Minecraft中的电脑模组(ComputerCraft)
所有的为电脑和turtle（机器人）的代码都是基于Lua的，你可以用它们与有(无)线路由器、打印机、磁盘驱动器、(黄金)显示器互动。
Adobe Photoshop Lightroom
Lightroom是Adobe公司的一款摄影后期制作软件，最开始的版本由Shadowland代码编写，
后期版本部分使用Lua实现，Lua代码占到代码总量的63%。
金庸群侠传lua复刻版 这个游戏，游戏迷们想必都玩过了。牛人用lua脚本重新弄了下。
魔兽世界 他的插件用的也是lua。
仙剑奇侠传五 解压游戏到资源目录可以看到游戏到脚本全部是使用Lua语言编写的。
Garry‘s Mod  这个游戏的所有创意工坊插件都是由LUA脚本编写的。
Don‘t Starve(饥荒)   Klei 开发的一款动作冒险类求生游戏，于2013年4月23日在PC上发行。
游戏及所有创意工坊插件都是由LUA脚本编写的。
Lua中的面向对象编程
在Lua中，可通过create a module和table可以很方便地支持面向对象编程所需要的一些关键机制，比如数据抽象，继承和重载等

备注：随笔中内容来源于网上资料整理,仅供参考。