lua程序其实本身并不能执行，它必须依靠c语言编写的解释器来解释执行，或者说解释器为lua脚本的执行，提供了一个运行环境（lua_state），其中包括函数堆栈，内存分配和回收等机制。
理论上，lua可以使用c提供的功能，如果需要在lua中使用我们特需的功能，我们可以通过编写自己的c库来进行扩展，当然，c也可以通过操作栈的方式来操作lua，这就是lua的强大之处。
在c中通过lua_state中的栈来操作lua
首先需要先引入头文件：
extern "C" {
#include "lua/lua.h"
#include "lua/lauxlib.h"
#include "lua/lualib.h"
}
创建一个运行lua脚本的环境：
lua_State *L = luaL_newstate();
luaL_openlibs(L); // 打开标准库
编译并且调用lua脚本，成功以后就可以用L来操作lua数据了：
if (luaL_loadfile(L, "./res/lua1.lua") || lua_pcall(L, 0, 0, 0)) { // 如果运行成功，两个函数都返回0，失败返回非0
lua_error(L);
}
获取lua文件中的全局变量：
lua_getglobal(L, "width"); // 获取变量名为width的全局变量，并压入栈，由于是第一个入栈，可以通过索引1或者－1来引用
LUA_NUMBER width = lua_tonumber(L, －1); // 获取栈中的width数据
获取lua文件中的table，如果需要获取数组元素，只能使用方式一，并使用lua_pushinteger(L, number)：
方式一：
lua_getglobal(L, "size"); // 假如全局变量中有一个size的table，其中有"x"和"y"字段，必须先将table入栈
lua_pushstring(L, "x"); // 将''x"字段入栈
lua_gettable(L, -2); // 从table中获取"x"字段的值，table现在的索引为－2，并将x的值入栈
lua_pushsting(L, "y"); // 将"y"字段入栈
lua_gettable(L, -3); // 获取y的值并入栈，table现在的索引为－3
方式二：
lua_getglobal(L, "size");
lua_getfield(L, -1, "x");
lua_getfield(L, -2, "y");
获取数据：
LUA_NUMBER x = lua_tonumber(L, "x");
LUA_NUMBER y = lua_tonumber(L, "y");
除了获取lua中的全局变量，我们还可以创建新的全局变量：
1. 创建一个number类型的全局变量：
lua_pushnumber(L, 123); // 先将一个number入栈
lua_setglobal(L, "count"); // 将123设置为全局变量count的值，并将123出栈
lua_getglobal(L, "count"); // 获取count的值并入栈
LUA_NUMBER count = lua_tonumber(L, -1);
2. 创建一个table类型的全局变量：
lua_newtable(L); // 创建一个新的table，并入栈
lua_pushnumber(L, 111); // 将一个number入栈
lua_setfield(L, -2, "x"); // 将111赋值给x字段，并将111出栈
lua_setglobal(L, "point"); // 将新的table的全局变量名设置为point，table出栈
lua_getglobal(L, "point"); // 获取新创建的table，point也相当于lua脚本中的一个全局变量了
c调用lua中的函数，函数调用同样需要操作栈来实现：
lua中的一个函数：
function lua_func (x, y)
print("lua_func", x, y)
return {x = x, y = y}
end
c调用lua_func:
lua_getglobal(L, "lua_func"); // 同样需要先获取函数，并入栈，其实lua函数和普通类型一样，只是函数是一种函数类型，函数执行体就相当于函数类型的值
lua_pushnumber(L, 12); // 将参数入栈，从前向后的顺序，现在入栈的是将会传递给x的参数
lua_pushnumber(L, 24); // 将会传递给y的参数
if (lua_pcall(L, 2, 1, 0)) { // 调用成返回0，否则返回非0值。2代表2个参数，1代表一个返回值，0是只发生错误时候，错误处理函数在堆栈中的索引，因此如果需要进行错误处理，需要先
将错误出来函数入栈
lua_error(L); // 如果调用失败，lua会将一条错误消息入栈
}
lua_getfield(L, -1, "x"); // 由于返回值是一个table，所以需要将table中的字段提取出来，并入栈
lua_getfield(L, -2, "y");
编写一个辅助函数，可以查看当时的堆栈情况：
static void dump(lua_State* L) {
for (int i = , top = lua_gettop(L); i <= top; ++i) {
int type = lua_type(L, i);
switch (type) {
case LUA_TSTRING:
printf("%d %s \n", i, lua_tostring(L, i));
break;
case LUA_TBOOLEAN:
printf("%d %s \n", i, lua_toboolean(L, i) ? "true" : "false");
break;
case LUA_TNUMBER:
printf("%d %f \n", i, lua_tonumber(L, i));
break;
case LUA_TTABLE:
printf("%d table \n", i);
break;
default:
printf("%d type:%d %s \n", i, type, lua_typename(L, i));
break;
}
}
}
1. 在c中操作lua的全局变量：
lua文件：
width =
height =
color = {r = , g = , b = , a = }
point = {}
c文件：
// 创建一个lua状态，用于保存脚本的所有数据
lua_State *L = luaL_newstate();
luaL_openlibs(L); // 打开标准库
// 编译并执行lua脚本
if (luaL_loadfile(L, "./res/lua1.lua") || lua_pcall(L, , , )) {
lua_error(L);
} lua_getglobal(L, "width"); // 将width，height变量入栈
lua_getglobal(L, "height");
lua_getglobal(L, "color"); // 将color入栈，color是一个数组
lua_getfield(L, , "r"); // 将color中的字段r g b a入栈
lua_getfield(L, , "g");
lua_getfield(L, , "b");
lua_getfield(L, , "a"); if (!lua_isnumber(L, ) || !lua_isnumber(L, ) || !lua_istable(L, )) {
lua_error(L);
} int width = lua_tonumber(L, ); // 获取栈中的数据
int height = lua_tonumber(L, );
int r = lua_tonumber(L, );
int g = lua_tonumber(L, );
int b = lua_tonumber(L, );
int a = lua_tonumber(L, ); lua_getglobal(L, "point"); // 将point入栈，point是一个数组
lua_pushnumber(L, ); // 为point数组赋值一个x字段，值尾100
lua_setfield(L, , "x");
lua_pushnumber(L, ); // 赋值一个y字段，值尾120
lua_setfield(L, , "y"); lua_getfield(L, , "x"); // 将pint的x，y字段入栈
lua_getfield(L, , "y"); int px = lua_tonumber(L, -); // 获取栈中的数据
int py = lua_tonumber(L, -); // 创建一个新的table，全局变量名叫size，并设置size的x，y字段
lua_newtable(L);
lua_pushnumber(L, 10);
lua_setfield(L, -2, "w");
lua_pushnumber(L, 20);
lua_setfield(L, -2, "h");
lua_setglobal(L, "size");
lua_getglobal(L, "size");
lua_getfield(L, -1, "w");
lua_getfield(L, -2, "h");
dump(L);
2. 在c中操作lua的函数：
lua文件：
function lua_func (x, y)
print("lua_func", x, y)
return {x = x, y = y}
end function lua_error (...)
print("lua_error")
end
c文件：
lua_State *L = luaL_newstate();
luaL_openlibs(L); if (luaL_loadfile(L, "./res/lua1.lua") || lua_pcall(L, , , )) {
lua_error(L);
} lua_getglobal(L, "lua_error"); lua_getglobal(L, "lua_func");
lua_pushnumber(L, );
lua_pushnumber(L, );
if (lua_pcall(L, , , )) {
lua_error(L);
} lua_getfield(L, -, "x");
lua_getfield(L, -, "y");
在lua中调用c函数
先定一个c函数，需要符合lua的对c函数要求，其函数原型是：typedef int (*lua_Function) (lua_State* L):
static int setPoint(lua_State* L) {
lua_Number x = luaL_checknumber(L, 1); // 检测lua调用时，传入的参数，此时函数调用的所有参数已经在栈中
lua_Number y = luaL_checknumber(L, 2);
lua_newtable(L); // 创建一个table并入栈，作为返回值使用
lua_pushnumber(L, x); // 为新创建的table赋值
lua_setfield(L, -2, "x");
lua_pushnumber(L, y);
lua_setfield(L, -2, "y");
return 1; // 表明返回值只有一个，解释器会返回距离栈顶的数据，函数调用完成后，会在自动清理栈相关的数据
}
在调用前，在lua的运行环境中注册一个c函数，相当于告诉lua函数的调用地址：
lua_pushcfunction(L, setPoint);
lua_setglobal(L, "set_point");
然后就可以在lua中进行调用：
local point = set_point(123, 456)
print(point.x, point.y)
注册c函数的模块，假如在一个模块中有多个函数，其实就是在一个全局的table中设置相关的函数而已
先定义一个模块中的相关函数：
static int setPoint(lua_State* L) {
...
return 1;
}
static int printPoint(lua_State* L) {
...
return 0;
}
static void register_point(lua_State* L) {
lua_newtable(L);
lua_pushcfunction(L, setPoint);
lua_setfield(L, -2, "set_point");
lua_pushcfunction(L, printPoint);
lua_setfield(L, -2, "print_point");
lua_setglobal(L, "Point"); // 为Point模块注册了两个函数
}
在lua中使用刚注册的c模块：
local point = Point.set_point(123, 456)
Point.print_point(point);
在c中操作lua中的数组：
1. void lua_rawgeti(lua_State* L, int index, int key);
index表示table在栈中的位置，key表示数组的索引，相当于：
lua_pushnumber(L, key);
lua_rawget(L, index);
2. void lua_rawseti(lua_State* L, int index, int key);
index表示table在栈中的位置，key表示数组的索引，相当于：
lua_pushnumber(L, key);
lua_insert(L, -2);
lua_rawset(L, index);
实例：
c代码：
static int map_table (lua_State* L) {
luaL_checktype(L, , LUA_TTABLE); // 第一个参数是数组
luaL_checktype(L, , LUA_TFUNCTION); // 第二个参数是在遍历数组元素时候，对元素的处理函数，返回新的元素
int n = luaL_len(L, ); // 获取数组的长度
for (int i = ; i <= n; ++i) {
lua_pushvalue(L, ); // 拷贝一份函数对象，并压入栈顶，因为函数在执行完成后会自动出栈
lua_rawgeti(L, , i); // 获取数组中索引为i的元素，并压入栈
lua_call(L, , ); // 调用刚拷贝的函数，函数调用相关谁出栈，返回值会入栈
lua_rawseti(L, , i); // 将栈顶的返回值设置为数组元素的新值，返回值出栈
}
return ;
}
lua代码：
local t = {, , }
function lua_map (v)
print("lua_map", v);
return v + ;
end
map_table(t, lua_map);
for k, v in ipairs(t) do
print(k, v)
end
c操作lua中的字符串：
c文件：
static int lua_split(lua_State* L) {
const char* str = luaL_checkstring(L, );
const char* split = luaL_checkstring(L, );
lua_newtable(L); // 创建一个新表，用于返回值
const char* e;
int i = ;
while ((e = strchr(str, *split)) != nullptr) { // 找出分隔符的位置
lua_pushlstring(L, str, e - str); // 将子串入栈
lua_rawseti(L, -, ++i); // 添加子串到数组中
str = e + ; // 更新字符串指针，准备匹配下一个分隔符的位置
}
lua_pushstring(L, str); // 添加最后一个子串
lua_rawseti(L, -, i+);
return ;
}
lua文件：
local str = "123, 4434, win, dfnoe,, dfdfd," local t = split(str, ',');
for k, v in pairs(t) do
print(k, v)
end
如果需要动态为字符串分配内存空间，是一件即麻烦又有风险的事，如果直接使用lua为我们提供的buffer，就无需担心内存分配和溢出问题：
luaL_Buffer B; 创建一个buffer
void luaL_buffinit (lua_State* L, luaL_Buffer* B); 初始化一个buffer
void luaL_addchar (luaL_Buffer* B, char c); 添加一个字符到buffer中
void luaL_addlstring (luaL_Buffer* B, const char* str, size_t len); 添加定长的字符串到buffer中
void luaL_addstring (luaL_Buffer* B, const char* str); 添加一个以“\0”结尾的字符串到buffer中
void luaL_pushresult (luaL_Buffer* B); 更新buffer，并将其留在栈上
void luaL_addvalue (luaL_Buffer* B); 直接将栈顶的值加入缓冲区，必须是字符串和数字
实例：
lua文件：
local str = "i am a student, how about you!" local str2 = upper(str)
print("str2:", str2)
c文件：
static int lua_upper(lua_State* L) {
size_t len;
const char* str = luaL_checklstring(L, -, &len);
luaL_Buffer buffer;
luaL_buffinit(L, &buffer);
for (int i = ; i < len; ++i) {
luaL_addchar(&buffer, toupper((unsigned char)(str[i])));
}
luaL_pushresult(&buffer);
return ;
}