转自 http://www.open-open.com/home/space-6246-do-blog-id-1426.html

Lua是一个嵌入式的脚本语言，它不仅可以单独使用还能与其它语言混合调用。
Lua与其它脚本语言相比，其突出优势在于：

1. 可扩展性。Lua的扩展性非常卓越，以至于很多人把Lua用作搭建领域语言的工具（注：比如游戏脚本）。Lua被设计为易于扩展的，可以通过Lua代码或者 C代码扩展，Lua的很多功能都是通过外部库来扩展的。Lua很容易与C/C++、java、fortran、Smalltalk、Ada，以及其他语言接口。
2. 简单。Lua本身简单，小巧；内容少但功能强大，这使得Lua易于学习，很容易实现一些小的应用。他的完全发布版（代码、手册以及某些平台的二进制文件）仅用一张软盘就可以装得下。
3. 高效率。Lua有很高的执行效率，统计表明Lua是目前平均效率最高的脚本语言。
4. 与平台无关。Lua几乎可以运行在所有我们听说过的系统上，如NextStep、OS/2、PlayStation II (Sony)、Mac OS-9、OS X、BeOS、MS-DOS、IBM mainframes、EPOC、PalmOS、MCF5206eLITE Evaluation Board、RISC OS，及所有的Windows和Unix。Lua不是通过使用条件编译实现平台无关，而是完全使用ANSI (ISO) C，这意味着只要你有ANSI C编译器你就可以编译并使用Lua。

要在C++中使用Lua非常简单，不管是GCC,VC还是C++Builder, 最简单的方法就是把Lua源码中除lua.c，luac.c和print.c以外的所有c文件与你的代码一起编译链接（或加入到工程中）即可。
当然，为了方便维护，最好还是先把Lua编译成库文件再加入工程。方法如下：

GCC

直接在Lua所在目录下make [环境]

这里的[环境]可以是：aix ansi bsd freebsd generic linux macosx mingw posix solaris

如果你的环境不在这个列表中，你可以试试ansi或posix。

VC

在命令行环境下进入Lua所在目录，执行etc\luavs.bat编译。

头文件

因为Lua是用C语言写的，除非编译lua库时指定编译器强制以C++方式编译，否则在C++工程中应该这样包含lua头文件：

1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }

例一，简单运行Lua代码

1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6. #include <iostream>
7. #include <string>
8. using namespace std;

11.int main()

12.{

1. lua_State *L = lua_open();    //初始化lua
2. luaL_openlibs(L);    //载入所有lua标准库
3. string s;
4. while(getline(cin,s))    //从cin中读入一行到s
5. {
6. //载入s里的lua代码后执行
7. bool err = luaL_loadbuffer(L, s.c_str(), s.length(),
8. "line") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
9. if(err)
10. {
11. //如果错误，显示
12. cerr << lua_tostring(L, -1);
13. //弹出错误信息所在的最上层栈
14. lua_pop(L, 1);
15. }
16. }
17. lua_close(L);//关闭
18. return 0;

33.}

这已经是一个功能完备的交互方式Lua解释器了。

输入print "hello world"

输出hello world

输入for i=1,10 do print(i) end

输出从1到10

要调用Lua，首先要使用lua_open(对于5.0以后版本的Lua,建议使用luaL_newstate代替)产生一个lua_State，在使用完后调用lua_close关闭。
    所有Lua与C之间交换的数据都是通过Lua中的栈来中转的。
    在本例中：
        luaL_loadbuffer的功能是载入并编译内存中的一段Lua代码，然后作为一个代码块(称为chunk)压入栈中，其中的最后一个参数作为代码块的名称用于调试。和它功能类似的还有luaL_loadfile（载入文件）,luaL_loadstring（载入字符串，本例中也可用它代替luaL_loadbuffer）。它们有一个相同的前缀：luaL_，为了简化编程，Lua C API将库中的核心函数包装后作为辅助函数提供一些常用功能，它们的形式都是luaL_*，如这里的三个luaL_load*都调用了lua_load。
        lua_pcall从栈顶取得函数并执行，如果出错，则返回一个非0值并把错误信息压入栈顶。关于它的更详细信息会在“例三，在C++中调用Lua子函数”中介绍。
        如果宿主程序检测到错误，就用lua_tostring从栈顶取得错误信息转成字符串输出，然后弹出这个错误信息。
    lua_tostring里的第二个参数指定要操作的数据处于栈的哪个位置，因为所有的数据只能通过栈来交换，所以很多Lua的C API都会要求指定栈的位置。1表示在栈中的第一个元素（也就是第一个被压入栈的），下一个索引是2，以此类推。我们也可以用栈顶作为参照来存取元素，使用负数：-1指出栈顶元素（也就是最后被压入的），-2指出它的前一个元素，以此类推。

例二，与Lua交换数据

1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6. #include <iostream>
7. #include <string>
8. using namespace std;

　 11.int main()

12.{

1. //Lua示例代码
2. char *szLua_code =
3. "r = string.gsub(c_Str, c_Mode, c_Tag) --宿主给的变量 "
4. "u = string.upper(r)";
5. //Lua的字符串模式
6. char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
7. //要处理的字符串
8. char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
9. //目标字符串模式
10. char *szTag = "<%1>%2</%1>";
11. lua_State *L = luaL_newstate();
12. luaL_openlibs(L);
13. //把一个数据送给Lua
14. lua_pushstring(L, szMode);
15. lua_setglobal(L, "c_Mode");
16. lua_pushstring(L, szTag);
17. lua_setglobal(L, "c_Tag");
18. lua_pushstring(L, szStr);
19. lua_setglobal(L, "c_Str");
20. //执行
21. bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
22. "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
23. if(err)
24. {
25. //如果错误，显示
26. cerr << lua_tostring(L, -1);
27. //弹出栈顶的这个错误信息
28. lua_pop(L, 1);
29. }
30. else
31. {
32. //Lua执行后取得全局变量的值
33. lua_getglobal(L, "r");
34. cout << "r = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
35. lua_pop(L, 1);
36. lua_getglobal(L, "u");
37. cout << "u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
38. lua_pop(L, 1);
39. }
40. lua_close(L);
41. return 0;

58.}

这段代码把字符串中的key=value字符串全部转换成XML格式<key>value</key>
    在这个例子中，C++程序通过调用lua_pushstring把C字符串压入栈顶，lua_setglobal的作用是把栈顶的数据传到Lua环境中作为全局变量。
    执行代码完成后，使用lua_getglobal从Lua环境中取得全局变量压入栈顶，然后使用lua_tostring把栈顶的数据转成字符串。由于lua_tostring本身没有出栈功能，所以为了平衡（即调用前与调用后栈里的数据量不变），使用lua_pop弹出由lua_setglobal压入的数据。
    从上面的例子可以看出，C++和Lua之间一直围绕着栈在转，可见栈是极为重要的。有必要列出一些Lua C API中的主要栈操作先，它们的作用直接可以从函数名中看出。
压入元素到栈里

void lua_pushnil (lua_State *L);

void lua_pushboolean (lua_State *L, int bool);

void lua_pushnumber (lua_State *L, double n);

void lua_pushlstring (lua_State *L, const char *s, size_t length);

void lua_pushstring (lua_State *L, const char *s);

void lua_pushcfunction (lua_State *L, lua_CFunction fn);

查询栈里的元素

lua_isnil (lua_State *L, int index);

lua_isboolean (lua_State *L, int index);

int lua_isnumber (lua_State *L, int index);

int lua_isstring (lua_State *L, int index);

int lua_isfunction (lua_State *L, int index);

int lua_istable (lua_State *L, int index);

int lua_isuserdata (lua_State *L, int index);

lua_islightuserdata (lua_State *L, int index);

lua_isthread (lua_State *L, int index);

转换栈里的元素

int                lua_toboolean (lua_State *L, int index);

double            lua_tonumber (lua_State *L, int index);

const char *    lua_tostring (lua_State *L, int index);

const char *    lua_tolstring (lua_State *L, int idx, size_t *len);

size_t            lua_strlen (lua_State *L, int index);

lua_CFunction   lua_tocfunction (lua_State *L, int idx);

void *          lua_touserdata (lua_State *L, int idx);

lua_State *     lua_tothread (lua_State *L, int idx);

Lua栈的维护

int  lua_gettop (lua_State *L);

取得栈顶元素的索引，即栈中元素的个数

void lua_settop (lua_State *L, int index);

设置栈顶索引，即设置栈中元素的个数，如果index<0，则从栈顶往下数，下同

void lua_pushvalue (lua_State *L, int index);

把栈中指定索引的元素复制一份到栈顶

void lua_remove (lua_State *L, int index);

删除指定索引的元素

void lua_insert (lua_State *L, int index);

移动栈顶元素到指定索引的位置，栈中数目没有改变

void lua_replace (lua_State *L, int index);

从栈顶弹出元素值并将其设置到指定索引位置，栈中的数目减一

int  lua_checkstack (lua_State *L, int extra);

确保堆栈上至少有 extra 个空位。如果不能把堆栈扩展到相应的尺寸，函数返回 false 。这个函数永远不会缩小堆栈。

int  lua_pop(L,n)

从栈顶弹出n个元素，它是一个lua_settop的包装：#define lua_pop(L,n)  lua_settop(L, -(n)-1)

表的操作
上面的列表中并没有lua_pushtable和lua_totable，那么怎样取得或设置Lua中的table数据呢？
在Lua中，table是一个很重要的数据类型，在table中不仅可以象C中的数据一样放一组数据，还可以象map一样以key=value的方式存放数据，如Lua代码中的:

tb = {"abc",12,true,x=10,y=20,z=30}

前三个数据可以用tb[1]~tb[3]取得
    而后三个数据通过tb.x, tb.y, tb.z取得
尽管看起来很牛叉，不过剥开神奇的外衣，实际上Lua的table中，所有的数据都是以key=value的形式存放的，这句Lua代码也可以写成：

tb = {[1]="abc", [2]=12, [3] = true, ["x"]=10, ["y"]=20, ["z"]=30}

它的形式就是[key]=value，所谓的tb.x只是tb["x"]的语法糖而已，如果愿意，也可以用tb["x"]取得这个数据10。
我们把上面的例子改成使用表的

1. ...
2. int main()
3. {
4. //Lua示例代码，使用table
5. char *szLua_code =
6. "x = {} --用于存放结果的table "
7. "x[1],x[2] = string.gsub(c.Str, c.Mode, c.Tag) --x[1]里是结果，x[2]里是替换次数 "
8. "x.u = string.upper(x[1])";
9. //Lua的字符串模式
10. char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
11. //要处理的字符串
12. char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
13. //目标字符串模式
14. char *szTag = "<%1>%2</%1>";
15. lua_State *L = luaL_newstate();
16. luaL_openlibs(L);
17. //把一个tabele送给Lua
18. lua_newtable(L);    //新建一个table并压入栈顶
19. lua_pushstring(L, "Mode");// key
20. lua_pushstring(L, szMode);// value
21. //设置newtable[Mode]=szMode
22. //由于上面两次压栈，现在table元素排在栈顶往下数第三的位置
23. lua_settable(L, -3);
24. //lua_settable会自己弹出上面压入的key和value
25. lua_pushstring(L, "Tag");// key
26. lua_pushstring(L, szTag);// value
27. lua_settable(L, -3);    //设置newtable[Tag]=szTag
28. lua_pushstring(L, "Str");// key
29. lua_pushstring(L, szStr);// value
30. lua_settable(L, -3);    //设置newtable[Str]=szStr
31. lua_setglobal(L,"c"); //将栈顶元素（newtable）置为Lua中的全局变量c
32. //执行
33. bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
34. "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
35. if(err)
36. {
37. //如果错误，显示
38. cerr << lua_tostring(L, -1);
39. //弹出栈顶的这个错误信息
40. lua_pop(L, 1);
41. }
42. else
43. {
44. //Lua执行后取得全局变量的值
45. lua_getglobal(L, "x");
46. //这个x应该是个table
47. if(lua_istable(L,-1))
48. {
49. //取得x.u,即x["u"]
50. lua_pushstring(L,"u");    //key
51. //由于这次压栈，x处于栈顶第二位置
52. lua_gettable(L,-2);
53. //lua_gettable会弹出上面压入的key，然后把对应的value压入
54. //取得数据，然后从栈中弹出这个value
55. cout << "x.u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
56. lua_pop(L, 1);
57. //取得x[1]和x[2]
58. for(int i=1; i<=2; i++)
59. {
60. //除了key是数字外，与上面的没什么区别
61. lua_pushnumber(L,i);
62. lua_gettable(L,-2);
63. cout << "x[" << i <<"] = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
64. lua_pop(L, 1);
65. }
66. }
67. //弹出栈顶的x
68. lua_pop(L, 1);
69. }
70. lua_close(L);
71. return 0;

81.}

本例中用到的新Lua C API是：

void lua_newtable (lua_State *L);

新建一个空的table并压入栈顶。

void lua_settable (lua_State *L, int idx);

lua_settable以table在栈中的索引作为参数，并将栈顶的key和value出栈，用这两个值修改table。

void lua_gettable (lua_State *L, int idx);

lua_gettable以table在栈中的索引作为参数，弹出栈顶的元素作为key，返回与key对应的value并压入栈顶。

最后，Lua告别针对table提供了存取函数

void lua_rawgeti (lua_State *L, int idx, int n)

取得table[n]并放到栈顶，上例中69-70行的lua_pushnumber(L,i);lua_gettable(L,-2);可以用lua_rawgeti(L,-1)代替。

lua_getfield (lua_State *L, int idx, const char *k)

取得table.k并放到栈顶，上例中57-59行的lua_pushstring(L,"u");lua_gettable(L,-2);可以替换成lua_getfield(L,-1,"u")。

void lua_setfield (lua_State *L, int idx, const char *k)

把栈顶的数据作为value放入table.k中，上例中的形如lua_pushstring(L, "key");lua_pushstring(L, value);lua_settable(L, -3);可以改成lua_pushstring(L, value);lua_setfield(L,-2,"key");的形式。

void lua_rawseti (lua_State *L, int idx, int n)

把栈顶的数据作为value放入table[n]中

例三，在C++中调用Lua子函数

在Lua中，函数和boolean一样也属于基本数据类型，所以同样可以使用lua_getglobal来取得函数，剩下的问题只是怎样执行它（函数元素）的问题了。

1. ...
2. int main()
3. {
4. //Lua示例代码，是一个函数
5. char *szLua_code =
6. "function gsub(Str, Mode, Tag)"
7. "    a,b = string.gsub(Str, Mode, Tag) "
8. "    c = string.upper(a) "
9. "    return a,b,c --多个返回值 "
10. "end";
11. //Lua的字符串模式
12. char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
13. //要处理的字符串
14. char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
15. //目标字符串模式
16. char *szTag = "<%1>%2</%1>";
17. lua_State *L = luaL_newstate();
18. luaL_openlibs(L);
19. //执行
20. bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
21. "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
22. if(err)
23. {
24. cerr << lua_tostring(L, -1);
25. lua_pop(L, 1);
26. }
27. else
28. {
29. //Lua执行后取得全局变量的值
30. lua_getglobal(L, "gsub");
31. if(lua_isfunction(L,-1))    //确认一下是个函数
32. {
33. //依次放入三个参数
34. lua_pushstring(L,szStr);
35. lua_pushstring(L,szMode);
36. lua_pushstring(L,szTag);
37. //调用,我们有3个参数，要得到2个结果
38. //你可能注意到gsub函数返回了3个，不过我们只要2个，这没有问题
39. //没有使用错误处理回调，所以lua_pcall最后一个参数是0
40. if(0 != lua_pcall(L, 3, 2, 0))
41. {
42. //如果错误，显示
43. cerr << lua_tostring(L, -1);
44. lua_pop(L, 1);
45. }
46. else
47. {
48. //正确，得到两个结果，注意在栈里的顺序
49. cout << "a = " << lua_tostring(L, -2) << endl;
50. cout << "b = " << lua_tostring(L, -1) << endl;
51. //弹出这两个结果
52. lua_pop(L, 2);
53. }
54. }
55. else
56. {
57. lua_pop(L,1);
58. }
59. }
60. lua_close(L);
61. return 0;

64.}

调用Lua子函数使用的是lua_pcall函数，我们的所有例子中都有这个函数，它的说明如下:

lua_pcall (lua_State *L, int nargs, int nresults, int errfunc);

作用：以保护模式调用一个函数。
        要调用一个函数请遵循以下协议：首先，要调用的函数应该被压入堆栈；接着，把需要传递给这个函数的参数按正序压栈；这是指第一个参数首先压栈。最后调用lua_pcall；
        nargs 是你压入堆栈的参数个数。当函数调用完毕后，所有的参数以及函数本身都会出栈。而函数的返回值这时则被压入堆栈。返回值的个数将被调整为 nresults 个，除非 nresults 被设置成 LUA_MULTRET。在这种情况下，所有的返回值都被压入堆栈中。 Lua 会保证返回值都放入栈空间中。函数返回值将按正序压栈（第一个返回值首先压栈），因此在调用结束后，最后一个返回值将被放在栈顶。
        如果有错误发生的话， lua_pcall 会捕获它，然后把单一的值（错误信息）压入堆栈，然后返回错误码。lua_pcall 总是把函数本身和它的参数从栈上移除。
        如果 errfunc 是 0 ，返回在栈顶的错误信息就和原始错误信息完全一致。否则，这个函数会被调用而参数就是错误信息。错误处理函数的返回值将被 lua_pcall 作为出错信息返回在堆栈上。

闭包和伪索引

http://www.cppprog.com/2009/0210/63.html

例四，在Lua代码中调用C++函数

能Lua代码中调用C函数对Lua来说至关重要，让Lua能真正站到C这个巨人的肩膀上。
    要写一个能让Lua调用的C函数，就要符合lua_CFunction定义：typedef int (*lua_CFunction) (lua_State *L);
    当Lua调用C函数的时候，同样使用栈来交互。C函数从栈中获取她的参数，调用结束后将结果放到栈中，并返回放到栈中的结果个数。
    这儿有一个重要的概念：用来交互的栈不是全局栈，每一个函数都有他自己的私有栈。当Lua调用C函数的时候，第一个参数总是在这个私有栈的index=1的位置。

1. ...
2. #include <complex> //复数
3. //C函数，做复数计算，输入实部，虚部。输出绝对值和角度
4. int calcComplex(lua_State *L)
5. {
6. //从栈中读入实部，虚部
7. double r = luaL_checknumber(L,1);
8. double i = luaL_checknumber(L,2);
9. complex<double> c(r,i);
10. //存入绝对值
11. lua_pushnumber(L,abs(c));
12. //存入角度
13. lua_pushnumber(L,arg(c)*180.0/3.14159);
14. return 2;//两个结果

16.}

18.int main()

19.{

1. char *szLua_code =
2. "v,a = CalcComplex(3,4) "
3. "print(v,a)";
4. lua_State *L = luaL_newstate();
5. luaL_openlibs(L);
6. //放入C函数
7. lua_pushcfunction(L, calcComplex);
8. lua_setglobal(L, "CalcComplex");
9. //执行
10. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
11. if(err)
12. {
13. cerr << lua_tostring(L, -1);
14. lua_pop(L, 1);
15. }
16. lua_close(L);
17. return 0;

41.}

结果返回5 53.13...，和其它数据一样，给Lua代码提供C函数也是通过栈来操作的，因为lua_pushcfunction和lua_setglobal的 组合很常用，所以Lua提供了一个宏:
    #define lua_register(L,n,f) (lua_pushcfunction(L, (f)), lua_setglobal(L, (n)))
    这两句代码也就可写成lua_register(L,"CalcComplex",calcComplex);

闭包(closure)

在编写用于Lua的C函数时，我们可能需要一些类似于面向对象的能力，比如我们想在Lua中使用象这样的一个计数器类:

1. struct CCounter{
2. CCounter()
3. :m_(0){}
4. int count(){
5. return ++i;
6. }
7. private:
8. int m_;
9. };

这里如果我们仅仅使用lua_pushcfunction提供一个count函数已经不能满足要求(使用static? 不行，这样就不能同时使用多个计数器，并且如果程序中有多个Lua环境的话它也不能工作)。
    这时我们就需要一种机制让数据与某个函数关联，形成一个整体，这就是Lua中的闭包，而闭包里与函数关联的数据称为UpValue。
    使用Lua闭包的方法是定义一个工厂函数，由它来指定UpValue的初值和对应的函数，如：

1. ...
2. //计算函数
3. int count(lua_State *L)
4. {
5. //得到UpValue
6. double m_ = lua_tonumber(L, lua_upvalueindex(1));
7. //更改UpValue
8. lua_pushnumber(L, ++m_);
9. lua_replace(L, lua_upvalueindex(1));
10. //返回结果（直接复制一份UpValue作为结果）
11. lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(1));
12. return 1;

13.}

14.//工厂函数，把一个数字和count函数关联打包后返回闭包。

15.int newCount(lua_State *L)

16.{

1. //计数器初值（即UpValue）
2. lua_pushnumber(L,0);
3. //放入计算函数，告诉它与这个函数相关联的数据个数
4. lua_pushcclosure(L, count, 1);
5. return 1;//一个结果,即函数体

22.}

24.int main()

25.{

1. char *szLua_code =
2. "c1 = NewCount() "
3. "c2 = NewCount() "
4. "for i=1,5 do print(c1()) end "
5. "for i=1,5 do print(c2()) end";
6. lua_State *L = luaL_newstate();
7. luaL_openlibs(L);
8. //放入C函数
9. lua_register(L,"NewCount",newCount);
10. //执行
11. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
12. if(err)
13. {
14. cerr << lua_tostring(L, -1);
15. lua_pop(L, 1);
16. }
17. lua_close(L);
18. return 0;

48.}

执行结果是：

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

可以发现这两个计算器之间没有干扰，我们成功地在Lua中生成了两个“计数器类”。
    这里的关键函数是lua_pushcclosure，她的第二个参数是一个基本函数（例子中是count），第三个参数是UpValue的个数（例子中为 1）。在创建新的闭包之前，我们必须将关联数据的初始值入栈，在上面的例子中，我们将数字0作为初始值入栈。如预期的一样， lua_pushcclosure将新的闭包放到栈内，因此闭包作为newCounter的结果被返回。
    实际上，我们之前使用的lua_pushcfunction只是lua_pushcclosure的一个特例：没有UpValue的闭包。查看它的声明可 以知道它只是一个宏而已：
        #define lua_pushcfunction(L,f)    lua_pushcclosure(L, (f), 0)
    在count函数中，通过lua_upvalueindex(i)得到当前闭包的UpValue所在的索引位置，查看它的定义可以发现它只是一个简单的 宏：
        #define lua_upvalueindex(i)    (LUA_GLOBALSINDEX-(i))
    宏里的LUA_GLOBALSINDEX是一个伪索引，关于伪索引的知识请看下节

伪索引

伪索引除了它对应的值不在栈中之外，其他都类似于栈中的索引。Lua C API中大部分接受索引作为参数的函数，也都可以接受假索引作为参数。
    伪索引被用来访问线程的环境，函数的环境，Lua注册表，还有C函数的UpValue。

• 线程的环境（也就是放全局变量的地方）通常在伪索引 LUA_GLOBALSINDEX 处。
• 正在运行的 C 函数的环境则放在伪索引 LUA_ENVIRONINDEX 之处。
• LUA_REGISTRYINDEX则存放着Lua注册表。
• C函数UpValue的存放位置见上节。

这里要重点讲的是LUA_GLOBALSINDEX和LUA_REGISTRYINDEX，这两个伪索引处的数据是table类型的。
    LUA_GLOBALSINDEX位置上的table存放着所有的全局变量，比如这句
    lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, varname);
    就是取得名为varname的全局变量，我们之前一直使用的lua_getglobal就是这样定义的:#define lua_getglobal(L,s)    lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, (s))
    下面的代码利用LUA_GLOBALSINDEX得到所有的全局变量

1. int main()
2. {
3. char *szLua_code =
4. "a=10 "
5. "b=\"hello\" "
6. "c=true";
7. lua_State *L = luaL_newstate();
8. luaL_openlibs(L);
9. //执行
10. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
11. if(err)
12. {
13. cerr << lua_tostring(L, -1);
14. lua_pop(L, 1);
15. }
16. else
17. {
18. //遍历LUA_GLOBALSINDEX所在的table得到
19. lua_pushnil(L);
20. while(0 != lua_next(L,LUA_GLOBALSINDEX))
21. {
22. // 'key' （在索引 -2 处） 和 'value' （在索引 -1 处）
23. /*
24. 在遍历一张表的时候，不要直接对 key 调用 lua_tolstring ，
25. 除非你知道这个 key 一定是一个字符串。
26. 调用 lua_tolstring 有可能改变给定索引位置的值；
27. 这会对下一次调用 lua_next 造成影响。
28. 所以复制一个key到栈顶先
29. */
30. lua_pushvalue(L, -2);
31. printf("%s - %s ",
32. lua_tostring(L, -1),    //key,刚才复制的
33. lua_typename(L, lua_type(L,-2))); //value，现在排在-2的位置了
34. // 移除 'value' 和复制的key；保留源 'key' 做下一次叠代
35. lua_pop(L, 2);
36. }
37. }
38. lua_close(L);
39. return 0;

42.}

LUA_REGISTRYINDEX伪索引处也存放着一个table，它就是Lua注册表(registry)。这个注册表可以用来保存任何C代码想保存 的Lua值。
    加入到注册表里的数据相当于全局变量，不过只有C代码可以存取而Lua代码不能。因此用它来存储函数库（在下一节介绍）中的一些公共变量再好不过了。

一个Lua库实际上是一个定义了一系列Lua函数的代码块，并将这些函数保存在适当的地方，通常作为table的域来保存。Lua的C库就是这样实现的。
    作为一个完整的库，我们还需要写一个函数来负责把库中的所有公共函数放到table里，然后注册到Lua全局变量里，就像luaopen_*做的一样。 Lua为这种需求提供了辅助函数luaL_register，它接受一个C函数的列表和他们对应的函数名，并且作为一个库在一个table中注册所有这些函数。
下例中注册了一个名为Files的库，定义了三个库函数：FindFirst,FindNext,FindClose。

1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6. #include <iostream>
7. #include <string>
8. #include <windows.h>

10.using namespace std;

12.//函数库示例，Windows下查找文件功能

13.//输入:string路径名

14.//输出:userdata存放Handle(如果没找到，则是nil), string文件名

15.int findfirst( lua_State *L )

16.{

1. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
2. HANDLE hFind = ::FindFirstFileA(luaL_checkstring(L,1), &FindFileData);
3. if(INVALID_HANDLE_VALUE == hFind)
4. lua_pushnil(L);
5. else
6. lua_pushlightuserdata(L, hFind);
7. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
8. return 2;

28.}

30.//输入:userdata:findfirst返回的Handle

31.//输出:string：文件名，如果没找到，则返回nil

32.int findnext( lua_State *L )

33.{

1. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
2. if(::FindNextFileA(lua_touserdata(L,1),&FindFileData))
3. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
4. else
5. lua_pushnil(L);
6. return 1;

40.}

42.//输入:userdata:findfirst返回的Handle

43.//没有输出

44.int findclose( lua_State *L )

45.{

1. ::FindClose(lua_touserdata(L,1));
2. return 0;

48.}

50.//注册函数库

51.static const struct luaL_reg lrFiles [] = {

1. {"FindFirst", findfirst},
2. {"FindNext", findnext},
3. {"FindClose", findclose},
4. {NULL, NULL}    /* sentinel */

56.};

57.int luaopen_Files (lua_State *L) {

1. luaL_register(L, "Files", lrFiles);
2. return 1;

60.}

62.int main()

63.{

1. char* szLua_code=
2. "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
3. "if hFind then "
4. "    repeat "
5. "        print(sFile) "
6. "        sFile = Files.FindNext(hFind) "
7. "    until sFile==nil; "
8. "    Files.FindClose(hFind) "
9. "end";
10. lua_State *L = luaL_newstate();
11. luaL_openlibs(L);
12. luaopen_Files(L);
13. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
14. if(err)
15. {
16. cerr << lua_tostring(L, -1);
17. lua_pop(L, 1);
18. }
19. lua_close(L);
20. return 0;

85.}

本例运行结果是显示出C盘根目录下所有的文件名。
    Lua官方建议把函数库写进动态链接库中(windows下.dll文件，linux下.so文件)，这样就可以在Lua代码中使用loadlib函数动 态载入函数库
例如，我们把上面的例子改成动态链接库版本：
DLL代码,假定生成的文件名为fileslib.dll：

1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6. #include <windows.h>
7. BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule,
8. DWORD  ul_reason_for_call,
9. LPVOID lpReserved
10. )

12.{

1. return TRUE;

14.}

16.//函数库示例，Windows下查找文件功能

17.//输入:string路径名

18.//输出:userdata存放Handle(如果没找到，则是nil), string文件名

19.int findfirst( lua_State *L )

20.{

1. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
2. HANDLE hFind = ::FindFirstFileA(luaL_checkstring(L,1), &FindFileData);
3. if(INVALID_HANDLE_VALUE == hFind)
4. lua_pushnil(L);
5. else
6. lua_pushlightuserdata(L, hFind);
7. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
8. return 2;

32.}

34.//输入:userdata:findfirst返回的Handle

35.//输出:string：文件名，如果没找到，则返回nil

36.int findnext( lua_State *L )

37.{

1. WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
2. if(::FindNextFileA(lua_touserdata(L,1),&FindFileData))
3. lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
4. else
5. lua_pushnil(L);
6. return 1;

44.}

46.//输入:userdata:findfirst返回的Handle

47.//没有输出

48.int findclose( lua_State *L )

49.{

1. ::FindClose(lua_touserdata(L,1));
2. return 0;

52.}

54.//注册函数库

55.static const struct luaL_reg lrFiles [] = {

1. {"FindFirst", findfirst},
2. {"FindNext", findnext},
3. {"FindClose", findclose},
4. {NULL, NULL}    /* sentinel */

60.};

61.//导出，注意原型为typedef int (*lua_CFunction) (lua_State *L);

62.extern "C"    __declspec(dllexport) int luaopen_Files (lua_State *L) {

1. luaL_register(L, "Files", lrFiles);
2. return 1;

65.}

Lua调用代码（或者直接使用Lua.exe调用，dll文件必须处于package.cpath指定的目录中，默认与执行文件在同一目录即可）：

1. extern "C" {
2. #include "lua.h"
3. #include "lualib.h"
4. #include "lauxlib.h"
5. }
6. #include <iostream>
7. #include <string>
8. #include <windows.h>

10.using namespace std;

12.int main()

13.{

1. char* szLua_code=
2. "fileslib = package.loadlib('fileslib.dll', 'luaopen_Files') "
3. "fileslib() "
4. "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
5. "if hFind then "
6. "    repeat "
7. "        print(sFile) "
8. "        sFile = Files.FindNext(hFind) "
9. "    until sFile==nil; "
10. "    Files.FindClose(hFind) "
11. "end";
12. lua_State *L = luaL_newstate();
13. luaL_openlibs(L);
14. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
15. if(err)
16. {
17. cerr << lua_tostring(L, -1);
18. lua_pop(L, 1);
19. }
20. lua_close(L);
21. return 0;

36.}

Lua代码里使用package.loadlib得到动态链接库中的luaopen_Files函数，然后调用它注册到Lua中，如果动态链接库中的导出 函数名称满足luaopen_<库名>的话，还可以使用require直接载入。
比如，如果把本例中的DLL代码里的导出函数名luaopen_Files改成luaopen_fileslib的话,Lua代码便可以改成:

1. char* szLua_code=
2. "require('fileslib') "
3. "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
4. ...

例五，与Lua交换自定义数据

由于Lua中的数据类型远不能满足C语言的需要，为此Lua提供了userdata，一个userdata提供了一个在Lua中没有预定义操作的raw内 存区域。
    在例四的函数库代码中我们已经使用过lightuserdata，它是userdata的一个特例：一个表示C指针的值（也就是一个void *类型的值）。
    下面的例子我们使用userdata来给Lua提供一个窗体类用于建立，显示窗体。为了简化窗体控制代码，在C函数中我们使用了C++Builder的 VCL库，所以下面的代码要在C++Builder下编译才能通过。当然，稍微修改一下也可以使用MFC,QT,wxWidget等来代替。

1. //---------------------------------------------------------------------------
2. #include <vcl.h>
3. extern "C" {
4. #include "lua.h"
5. #include "lualib.h"
6. #include "lauxlib.h"
7. }
8. #include <iostream>

10.#pragma hdrstop

11.//---------------------------------------------------------------------------

12.#pragma argsused

14.typedef TWinControl* PWinControl;

15.//创建窗体，输入父窗体（或nil），类型，标题

16.//输出创建后的窗体

17.int newCtrl(lua_State *L)

18.{

1. //input:TWinControl *Parent, type(TForm,TButton,TEdit), text(optional)
2. TWinControl *Parent = NULL;
3. //从userdata中取得TWinControl*
4. if(lua_isuserdata(L,1))
5. Parent = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
6. String Type = UpperCase(luaL_checkstring(L, 2));
7. String Text = lua_tostring(L, 3);
8. TWinControl *R = NULL;
9. if(Type == "FORM")
10. {
11. R = new TForm(Application);
12. }
13. else if(Type == "BUTTON")
14. {
15. R = new TButton(Application);
16. }
17. else if(Type == "EDIT")
18. {
19. R = new TEdit(Application);
20. }
21. else
22. {
23. luaL_error(L, "unknow type!");
24. }
25. if(Parent)
26. R->Parent = Parent;
27. if(!Text.IsEmpty())
28. ::SetWindowText(R->Handle, Text.c_str());
29. //新建userdata，大小为sizeof(PWinControl)，用于存放上面生成的窗体指针
30. PWinControl* pCtrl = (PWinControl*)lua_newuserdata(L,sizeof(PWinControl));
31. *pCtrl = R;
32. return 1;

56.}

58.//显示窗体

59.int showCtrl(lua_State *L)

60.{

1. //input: TWinControl*, for TForm, use ShowModal
2. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
3. TForm *fm = dynamic_cast<TForm*>(Ctrl);
4. if(fm)
5. fm->ShowModal();
6. else
7. Ctrl->Show();
8. return 0;

69.}

71.//定位窗体，输入窗体，左，上，右，下

72.int posCtrl(lua_State *L)

73.{

1. //input: TWinControl*, Left, Top, Right, Bottom
2. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
3. Ctrl->BoundsRect = TRect(
4. luaL_checkint(L, 2),
5. luaL_checkint(L, 3),
6. luaL_checkint(L, 4),
7. luaL_checkint(L, 5));
8. return 0;

83.}

85.//删除窗体

86.int delCtrl(lua_State *L)

87.{

1. //input: TWinControl*
2. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
3. delete Ctrl;
4. return 0;

92.}

94.//把这些函数作为VCL函数库提供给Lua

95.static const struct luaL_reg lib_VCL [] = {

1. {"new", newCtrl},
2. {"del", delCtrl},
3. {"pos", posCtrl},
4. {"show", showCtrl},
5. {NULL, NULL}
6. };
7. int luaopen_VCL (lua_State *L) {
8. luaL_register(L, "VCL", lib_VCL);
9. return 1;
10. }
11. int main(int argc, char* argv[])
12. {
13. char* szLua_code=
14. "fm = VCL.new(nil,'Form','Lua Demo'); "    //新建主窗体fm
15. "VCL.pos(fm, 200, 200, 500, 300); "        //定位
16. "edt = VCL.new(fm, 'Edit', 'Hello World'); "  //在fm上建立一个编辑框edt
17. "VCL.pos(edt, 5, 5, 280, 28); "
18. "btn = VCL.new(fm, 'Button', 'Haha'); "    //在fm上建立一个按钮btn
19. "VCL.pos(btn, 100, 40, 150, 63); "
20. "VCL.show(edt); "
21. "VCL.show(btn); "
22. "VCL.show(fm); "                       //显示
23. "VCL.del(fm);";                         //删除
24. lua_State *L = luaL_newstate();
25. luaL_openlibs(L);
26. luaopen_VCL(L);
27. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
28. if(err)
29. {
30. std::cerr << lua_tostring(L, -1);
31. lua_pop(L, 1);
32. }
33. lua_close(L);
34. return 0;
35. }
36. //---------------------------------------------------------------------------

使用metatable提供面向对象调用方式

上面的VCL代码库为Lua提供了GUI的支持，但是看那些Lua代码，还处于面向过程时期。如何能把VCL.show(edt)之类的代码改成edt: show()这样的形式呢?还是先看代码：

1. //---------------------------------------------------------------------------
2. #include <vcl.h>
3. extern "C" {
4. #include "lua.h"
5. #include "lualib.h"
6. #include "lauxlib.h"
7. }
8. #include <iostream>

10.#pragma hdrstop

11.//---------------------------------------------------------------------------

12.#pragma argsused

14.typedef TWinControl* PWinControl;

15.//创建窗体，输入父窗体（或nil），类型，标题

16.//输出创建后的窗体

17.int newCtrl(lua_State *L)

18.{

1. //input:TWinControl *Parent, type(TForm,TButton,TEdit), text(optional)
2. TWinControl *Parent = NULL;
3. if(lua_isuserdata(L,1))
4. Parent = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
5. String Type = UpperCase(luaL_checkstring(L, 2));
6. String Text = lua_tostring(L, 3);
7. TWinControl *R = NULL;
8. if(Type == "FORM")
9. R = new TForm(Application);
10. else if(Type == "BUTTON")
11. R = new TButton(Application);
12. else if(Type == "EDIT")
13. R = new TEdit(Application);
14. else
15. luaL_error(L, "unknow type!");
16. if(Parent)
17. R->Parent = Parent;
18. if(!Text.IsEmpty())
19. ::SetWindowText(R->Handle, Text.c_str());
20. //output TWinControl*
21. PWinControl* pCtrl = (PWinControl*)lua_newuserdata(L,sizeof(PWinControl));
22. *pCtrl = R;
23. //关联metatable
24. luaL_getmetatable(L, "My_VCL");
25. lua_setmetatable(L, -2);
26. return 1;

51.}

53.//显示窗体

54.int showCtrl(lua_State *L)

55.{

1. //input: TWinControl*, for TForm, use ShowModal
2. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
3. TForm *fm = dynamic_cast<TForm*>(Ctrl);
4. if(fm)
5. fm->ShowModal();
6. else
7. Ctrl->Show();
8. return 0;

64.}

66.//定位窗体，输入窗体，左，上，右，下

67.int posCtrl(lua_State *L)

68.{

1. //input: TWinControl*, Left, Top, Right, Bottom
2. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
3. Ctrl->BoundsRect = TRect(
4. luaL_checkint(L, 2),
5. luaL_checkint(L, 3),
6. luaL_checkint(L, 4),
7. luaL_checkint(L, 5));
8. return 0;

78.}

80.//删除窗体

81.int delCtrl(lua_State *L)

82.{

1. //input: TWinControl*
2. TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
3. delete Ctrl;
4. return 0;

87.}

89.//把这些函数作为VCL函数库提供给Lua

90.static const struct luaL_reg lib_VCL [] = {

1. {"new", newCtrl},
2. {"del", delCtrl},
3. {"pos", posCtrl},
4. {"show", showCtrl},
5. {NULL, NULL}

96.};

98.int luaopen_VCL (lua_State *L) {

1. //建立metatable
2. luaL_newmetatable(L, "My_VCL");
3. //查找索引，把它指向metatable自身（因为稍后我们会在metatable里加入一些成员）
4. lua_pushvalue(L, -1);
5. lua_setfield(L,-2,"__index");
6. //pos方法
7. lua_pushcfunction(L, posCtrl);
8. lua_setfield(L,-2,"pos");
9. //show方法
10. lua_pushcfunction(L, showCtrl);
11. lua_setfield(L,-2,"show");
12. //析构，如果表里有__gc,Lua的垃圾回收机制会调用它。
13. lua_pushcfunction(L, delCtrl);
14. lua_setfield(L,-2,"__gc");
15. luaL_register(L, "VCL", lib_VCL);
16. return 1;
17. }
18. int main(int argc, char* argv[])
19. {
20. char* szLua_code=
21. "local fm = VCL.new(nil,'Form','Lua Demo'); "    //新建主窗体fm
22. "fm:pos(200, 200, 500, 300); "        //定位
23. "local edt = VCL.new(fm, 'Edit', 'Hello World'); "  //在fm上建立一个编辑框edt
24. "edt:pos(5, 5, 280, 28); "
25. "local btn = VCL.new(fm, 'Button', 'Haha'); "    //在fm上建立一个按钮btn
26. "btn:pos(100, 40, 150, 63); "
27. "edt:show(); "
28. "btn:show(); "
29. "fm:show(); ";                       //显示
30. //"VCL.del(fm);";   //不再需要删除了，Lua的垃圾回收在回收userdata地会调用metatable.__gc。
31. lua_State *L = luaL_newstate();
32. luaL_openlibs(L);
33. luaopen_VCL(L);
34. bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
35. if(err)
36. {
37. std::cerr << lua_tostring(L, -1);
38. lua_pop(L, 1);
39. }
40. lua_close(L);
41. return 0;
42. }
43. //---------------------------------------------------------------------------

我们这儿用到的辅助函数有：

int   luaL_newmetatable (lua_State *L, const char *tname);

创建一个新表（用于metatable），将新表放到栈顶并在注册表中建立一个类型名与之联系。

void  luaL_getmetatable (lua_State *L, const char *tname);

获取注册表中tname对应的metatable。

int   lua_setmetatable  (lua_State *L, int objindex);

把一个table弹出堆栈，并将其设为给定索引处的值的 metatable。

void *luaL_checkudata (lua_State *L, int index, const char *tname);

检查在栈中指定位置的对象是否为带有给定名字的metatable的userdata。

我们只改动了luaopen_VCL和newCtrl函数。
    在luaopen_VCL里，我们建立了一个metatable,然后让它的__index成员指向自身，并加入了pos,show函数成员和__gc函 数成员。
    在newCtrl里，我们把luaopen_VCL里建立的metatable和新建的userdata关联，于是:

• 对userdata的索引操作就会转向metatable.__index
• 因为metatable.__index是metatable自身，所以就在这个metatable里查找
• 这样，对userdata的pos、show索引转到metatable里的pos和show上，它们指向的是我们的C函数posCtrl和 posShow。
• 最后，当Lua回收这些userdata前，会调用metatable.__gc（如果有的话），我们已经把metatable.__gc指向了C函数 delCtrl。

加入metatable后，我们还得到了额外的好处：可以区分不同的userdata以保证类型安全，我们把所以的lua_touserdata改成了luaL_checkudata。
    关于metatable的知识已超出本文讨论范围，请参考Lua官方手册。

在C++中使用Lua(三)

http://www.cppprog.com/2009/0211/64.html

例六，使用C++包装类

尽管用Lua的C API已经可以方便地写出与Lua交互的程序了，不过对于用惯C++的人来说还是更愿意用C++的方式来解决问题。于是开源社区就出现了不少Lua C API的C++的wrap，比如：LuaBind,LuaPlus,toLua
    这里介绍的是LuaBind库，下载
    它在Windows下貌似只能支持MSVC和ICC，好在Lua可以支持动态库的载入，所以用VC+LuaBind写Lua库，再用C++Builder调用也是个好主意。
    在VC使用LuaBind的方法是把LuaBind的src目录下的cpp文件加入工程（当然也可以先编译成静态库），加入Lua库，设置LuaBind,Lua和Boost的头文件路径。

头文件:

1. //Lua头文件
2. extern "C"
3. {
4. #include <lua.h>
5. #include <lualib.h>
6. #include <lauxlib.h>
7. }
8. //LuaBind头文件
9. #include <luabind/luabind.hpp>

在C++中调用Lua函数

调用Lua函数那是最简单不过的事情了，用LuaBind的call_function()模板函数就可以了：

1. int main(
2. // 建立新的Lua环境
3. lua_State *myLuaState = luaL_newstate();
4. // 让LuaBind“认识”这个Lua环境
5. luabind::open(myLuaState);
6. // 定义一个叫add的Lua函数
7. luaL_dostring(
8. myLuaState,
9. "function add(first, second) "
10. "  return first + second "
11. "end "
12. );
13. //调用add函数
14. cout << "Result: "
15. << luabind::call_function<int>(myLuaState, "add", 2, 3)
16. << endl;
17. lua_close(myLuaState);

22.}

在本例中我们先使用Lua C API产生一个Lua线程环境，然后调用luabind::open()让LuaBind关联这个线程环境，在使用LuaBind之前这步是必须做的，它要在Lua环境中注册一些LuaBind专用的数据。
在执行完Lua代码之后，我们使用luabind::call_function<int>调用了Lua里的add函数，返回值是int。

在Lua代码中调用C++函数

从前面的文章里我们知道在Lua调用C函数需要经常操作栈，而LuaBind帮我们做了这些工作，下面的例子把print_hello函数送给Lua脚本调用：

1. void print_hello(int number) {
2. cout << "hello world " << number << endl;
3. }
4. int main(
5. // 建立新的Lua环境
6. lua_State *myLuaState = lua_open();
7. // 让LuaBind“认识”这个Lua环境
8. luabind::open(myLuaState);
9. // 添加print_hello函数到Lua环境中
10. luabind::module(myLuaState) [
11. luabind::def("print_hello", print_hello)
12. ];
13. // 现在Lua中可以调用print_hello了
14. luaL_dostring(
15. myLuaState,
16. "print_hello(123) "
17. );
18. lua_close(myLuaState);

24.}

向Lua环境加入函数或其它东东的方法是：

luabind::module(lua_State* L, char const* name = 0) [

...

];

其中module函数中的第二个指定要加入的东东所处的名空间（其实就是table），如果为0，则处于全局域之下。
    在中括号里的luabind::def把print_hello函数提供给Lua环境，第一个参数是Lua中使用的函数名。
    如果要定义多个函数，可以使用逗号分隔。

在Lua代码中使用C++类

如果我们直接使用Lua C API向Lua脚本注册一个C++类，一般是使用userdata+metatable的方法，就象我们在例五中做的一样。这样做尽管难度不大，却非常繁琐而且不方便维护。
    使用LuaBind我们就可以更方便地向Lua脚本注册C++类了，例：

1. class NumberPrinter {
2. public:
3. NumberPrinter(int number) :
4. m_number(number) {}
5. void print() {
6. cout << m_number << endl;
7. }
8. private:
9. int m_number;

12.};

14.int main() {

1. lua_State *myLuaState = lua_open();
2. luabind::open(myLuaState);
3. // 使用LuaBind导出NumberPrinter类
4. luabind::module(myLuaState) [
5. luabind::class_<NumberPrinter>("NumberPrinter")
6. .def(luabind::constructor<int>())
7. .def("print", &NumberPrinter::print)
8. ];
9. // 现在Lua中可以使用NumberPinter类了
10. luaL_dostring(
11. myLuaState,
12. "Print2000 = NumberPrinter(2000) "
13. "Print2000:print() "
14. );
15. lua_close(myLuaState);

33.}

为了注册一个类,LuaBind提供了class_类。它有一个重载过的成员函数 def() 。这个函数被用来注册类的成员函数、操作符、构造器、枚举和属性。
它将返回this指针，这样我们就可以方便地直接注册更多的成员。

属性

LuaBind 也可以导出类成员变量：

1. template<typename T>
2. struct Point {
3. Point(T X, T Y) :
4. X(X), Y(Y) {}
5. T X, Y;
6. };
7. template<typename T>

10.struct Box {

1. Box(Point<T> UpperLeft, Point<T> LowerRight) :
2. UpperLeft(UpperLeft), LowerRight(LowerRight) {}
3. Point<T> UpperLeft, LowerRight;

15.};

17.int main() {

1. lua_State *myLuaState = lua_open();
2. luabind::open(myLuaState);
3. // 使用LuaBind导出Point<float>类和Box<float>类
4. luabind::module(myLuaState) [
5. luabind::class_<Point<float> >("Point")
6. .def(luabind::constructor<float, float>())
7. .def_readwrite("X", &Point<float>::X)
8. .def_readwrite("Y", &Point<float>::Y),
9. luabind::class_<Box<float> >("Box")
10. .def(luabind::constructor<Point<float>, Point<float> >())
11. .def_readwrite("UpperLeft", &Box<float>::UpperLeft)
12. .def_readwrite("LowerRight", &Box<float>::LowerRight)
13. ];
14. // 现在Lua中可以使用为些类了
15. luaL_dostring(
16. myLuaState,
17. "MyBox = Box(Point(10, 20), Point(30, 40)) "
18. "MyBox.UpperLeft.X = MyBox.LowerRight.Y "
19. );
20. lua_close(myLuaState);

42.}

本例中使用def_readwrite定义类成员，我们也可以用def_readonly把类成员定义成只读。

LuaBind还可以把C++类导出成支持getter和setter的属性的Lua类：

1. struct ResourceManager {
2. ResourceManager() :
3. m_ResourceCount(0) {}
4. void loadResource(const string &sFilename) {
5. ++m_ResourceCount;
6. }
7. size_t getResourceCount() const {
8. return m_ResourceCount;
9. }
10. size_t m_ResourceCount;

13.};

15.int main() {

1. lua_State *myLuaState = lua_open();
2. luabind::open(myLuaState);
3. // 导出类，在Lua中调用ResourceCount属性会调用C++中的ResourceManager::getResourceCount
4. // 属性定义有点象C++Builder里的__property定义，呵呵
5. luabind::module(myLuaState) [
6. luabind::class_<ResourceManager>("ResourceManager")
7. .def("loadResource", &ResourceManager::loadResource)
8. .property("ResourceCount", &ResourceManager::getResourceCount)
9. ];
10. try {
11. ResourceManager MyResourceManager;
12. // 把MyResourceManager定义成Lua的全局变量
13. luabind::globals(myLuaState)["MyResourceManager"] = &MyResourceManager;
14. // 调用
15. luaL_dostring(
16. myLuaState,
17. "MyResourceManager:loadResource(\"abc.res\") "
18. "MyResourceManager:loadResource(\"xyz.res\") "
19. " "
20. "ResourceCount = MyResourceManager.ResourceCount "
21. );
22. // 读出全局变量
23. size_t ResourceCount = luabind::object_cast<size_t>(
24. luabind::globals(myLuaState)["ResourceCount"]
25. );
26. cout << ResourceCount << endl;
27. }
28. catch(const std::exception &TheError) {
29. cerr << TheError.what() << endl;
30. }
31. lua_close(myLuaState);

53.}

附: Lua语法简介

1.语法约定

Lua语句用分号结尾，不过如果不写分号，Lua也会自己判断如何区分每条语句
    如:
        a=1 b=a*2 --这样写没有问题，但不太好看。
    建议一行里有多个语句时用分号隔开

变量名、函数名之类的命名规则与C语言一样：由字母，下划线和数字组成，但第一个字符不能是数字。并且不能和Lua的保留字相同。
   
    Lua是大小写敏感的
   
    使用两个减号--作为单行注释符，多行注释使用--[[...--]]

2.类型

Lua是动态类型语言，变量不要类型定义。Lua中有8个基本类型分别为：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread和table。
    同一变量可以随时改变它的类型，如：

1. a = 10                  --number
2. a = "hello"             --string
3. a = false               --boolean
4. a = {10,"hello",false}  --table
5. a = print               --function

使用type函数可以得到变量当前的类型，如print(type(a));
   
    nil         所有没有被赋值过的变量默认值为nil，给变量赋nil可以收回变量的空间。
    boolean     取值false和true。但要注意Lua中所有的值都可以作为条件。在控制结构的条件中除了false和nil为假，其他值都为真。所以Lua认为0和空串都是真。（注意，和C不一样哦）
    number      表示实数，Lua中没有整数。不用担心实数引起的误差，Lua的numbers可以处理任何长整数。
    string      字符串，Lua中的字符串可以存放任何包括0在内的二进制数据。可以使用单引号或双引号表示字符串，和C一样使用\作为转义符。也可以使用或 [[...]]表示字符串，它可以表示多行，而且不解释转义符(也可以是[=[...]=]、[==[]==]、...用于适应各种类型字符串)。另外要注意的是Lua中字符串是不可以修改的。
    function    函数，Lua中的函数也可以存储到变量中，可以作为其它函数的参数，可以作为函数的返回值。
    table       表，表是Lua特有的功能强大的东东，它是Lua中唯一的一种数据结构，它可以用来描述数组，结构，map的功能。
    userdata    userdata类型用来将任意C语言数据保存在Lua变量中。例如：用标准I/O库来描述文件。
    thread      线程。由coroutine表创建的一种数据类型，可以实现多线程协同操作。

3.表达式

算术运行符: 加+、减-、乘*、除/、幂^
    关系运算符：小于<、大于>、小于等于<=、大于等于>=、等于==、不等~=
    逻辑运算符：与and、或or、非not
        and和or的运算结果返回值是其中的操作数：
        a and b        -- 如果a为false，则返回a，否则返回b
        a or  b        -- 如果a为true，则返回a，否则返回b
        所以C中的三元运算符a?b:c在Lua中可以这样写:(a and b) or c
    连接运算符：连续两个小数点..，如：
        "hello" .. "world"  结果是 "helloworld"
        0 .. 1              结果是 "01"，当在一个数字后面写..时，必须加上空格以防止被解释错。
    取长度操作符：一元操作 #
        字符串的长度是它的字节数，table 的长度被定义成一个整数下标 n，它满足 t[n] 不是 nil 而 t[n+1] 为 nil。

4.基本语法

赋值

a = a + 1
    Lua里的赋值还可以同时给多个变量赋值。变量列表和值列表的各个元素用逗号分开，赋值语句右边的值会依次赋给左边的变量。如:
    a, b = 10, 2*x    --相当于a=10; b=2*x
    x, y = y, x        --交换x和y
    如果赋值符左右个数不同时，Lua会自动丢弃多余值或以nil补足

局部变量

local i = 10
    使用local声明局部变量，局部变量只在所在的代码块内有效。
    如果不声明，默认为全局变量，这个变量在所有Lua环境中有效。
    代码块是指一个控制结构内，一个函数体，或者一个chunk（变量被声明的那个文件或者文本串），也可以直接使用do...end（相当于C中的{}）。
条件

1. if 条件 then
2. then-part
3. elseif 条件n then
4. elseif-part
5. ..                --->多个elseif
6. else
7. else-part
8. end;

循环

Lua中的循环有：while循环,repeat-until循环,for循环和for in循环。
    循环中可以用break跳出，Lua语法要求break和return只能是代码块的最后一句（放心，正常的代码都是满足这个要求的，break和 reuturn后面即使有代码也是执行不到的，再说了，大不了自己加个do...end好了^_^）
    如：

1. local i = 1
2. while a[i] do
3. if a[i] == v then break end
4. i = i + 1
5. end

while循环

1. while condition do
2. statements;
3. end;

repeat-until循环：

1. repeat
2. statements;
3. until conditions;

for循环

1. for var=exp1,exp2,exp3 do
2. loop-part
3. end

for将用exp3作为step从exp1（初始值）到exp2（终止值），执行loop-part。其中exp3可以省略，默认step=1

for in循环

1. for 变量 in 集合 do
2. loop-part
3. end

实际上，
    for var_1, ..., var_n in explist do block end
    等价于

1. do
2. local _f, _s, _var = explist
3. while true do
4. local var_1, ... , var_n = _f(_s, _var)
5. _var = var_1
6. if _var == nil then break end
7. block
8. end
9. end

如：

1. a = {"windows","macos","linux",n=3}
2. for k,v in pairs(a) do print(k,v) end

5.函数

1. function 函数名 (参数列表)
2. statements-list;
3. end;

函数也可以一次返回多个值，如：

1. function foo() return 'a','b','c'; end
2. a,b,c = foo()

在Lua中还可以直接定义匿名函数，如
    print((function() return 'a','b','c' end)())

LUA中的require机制

转自  http://blog.chinaunix.net/uid-552961-id-2736410.html

为了方便代码管理，通常会把lua代码分成不同的模块，然后在通过require函数把它们加载进来。
现在看看lua的require的处理流程。

1、require机制相关的数据和函数
  
 package.path:保存加载外部模块(lua中"模块"和"文件"这两个概念的分界比较含糊，因为这个值在不同的时刻会扮演不同的角色)的搜索
路径，这种路径是"模板式的路径"，它里面会包含可替代符号"?",这个符号会被替换，然后lua查找这个文件是否存在，如果存在就会调用其中特定的接
口。典型的值为:
    "./?.lua;./?.lc;/usr/local/?/init.lua"
    如果lua代码中调用:require("hello.world")
    那么lua会依次查找：
    ./hello/world.lua ==>这里"hello.world"变成了"hello/world",并替换了模型"./?.lua"
    ./hello/world.lc
    .....
    (这种处理方式和python类似，只不过不需要__init__.py,也有调用python中的__init__.py)
    package.path在虚拟机启动的时候设置，如果存在环境变量LUA_PATH，那么就用该环境变量作为
    它的值，并把这个环境变量中的";;"替换为luaconf.h中定义的默认值，如果不存在该变量就直接使用
    luaconf.h定义的默认值
    
    package.cpath:作用和packag.path一样,但它是用于加载第三方c库的。它的初始值可以通过环境变量
    LUA_CPATH来设置
    
    package.loadlib(libname, func):相当与手工打开c库libname, 并导出函数func返回，loadlib其实是ll_loadlib

2.require的处理流程：
   require(modelname)
   require(在lua中它是ll_require函数)的查找顺序如下：
       a.首先在package.loaded查找modelname,如果该模块已经存在，就直接返回它的值
       b.在package.preload查找modelname, 如果preload存在，那么就把它作为loader，调用loader(L)
 
   
 c.根据package.path的模式查找lua库modelname，这个库是通过module函数定义的，对于顶层的lua库，文件名和库名是一
样的而且不需要调用显式地在lua文件中调用module函数(在ll_require函数中可以看到处理方式)，也就是说lua会根据lua文件直接完
成一个loader的初始化过程。
       d.根据package.cpath查找c库，这个库是符合lua的一些规范的(export具有一定特征的函数接口)，lua先已动态的方式加载该c库，然后在库中查找并调用相应名字的接口，例如:luaopen_hello_world
 
     e.已第一个"."为分割，将模块名划分为:(main,
sub)的形式，根据package.cpath查找main，如果存在，就加载该库并查询相应的接口:luaopen_main_sub，例如：先查找
hello库，并查询luaopen_hello_world接口
       f.得到loder后，用modname作为唯一的参数调用该loader函数。当然参数是通过lua的栈传递的，所以loader的原型必须符合lua的规范:int LUA_FUNC(lua_State *L)
         
 
   
 ll_require会将这个loader的返回值符给package.loaded[modelname],如果loader不返回值同时
package.loaded[modelname]不存在时,
ll_require就会把package.loaded[modelname]设为true。最后ll_reuqire把package.loaded
[modelname]返回给调用者。

3.module的处理流程
    module(name, cb1, cb2, ...)
    
    a.如果package.loaded[name]是一个table，那么就把这个table作为一个mod
    b.如果全局变量name是一个table，就把这个全局变量作为一个mod
   
c.创建table:t = {[name]=package.loaded[name], ["_NAME"]=name, ["_M"]=t,
["_PACKAGE"]=*name*(删除了最后的".XXXX"部分)}. 如果name是一个以点分割的串，那么得到的mod类似这个样子：
      hello.world==> {["hello"]={["world"]={XXXXXXX}}}
    d.依次调用cbs：
      cb1(mod), cb2(mod),...
      
    e.将当前模块的环境设置为mod,同时把package.loaded[name] = mod

清楚了lua关于模块的处理，就比较容易理解写lua扩展的细节了^_^。