使用 C 编写 Lua 模块

Lua 作为一种小巧的语言,一般都是嵌入到 C/C++ 中作为扩展语言,但是也可以作为独立的脚本语言使用,并且可以使用 C/C++ 编写扩展模块。在参考资料 [1] 中有怎样用 C/C++ 编写模块的介绍,但是比较零散,也不是很详细,所以在这里整理一下。

这里使用的 Lua 版本是 5.2.3,系统是 Debian 7。

Hello, world!

不废话,还是先看一下经典的 “Hello, world!” 例子。

#include <lua.h>
#include <lauxlib.h>
#include <lualib.h>

static int l_hello(lua_State* l)
{
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

static const 

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programming in lua (12)

第 9 章和第 30 章部分内容,都是讲线程相关的。

基本概念

lua 中的 coroutine 和我们通常说的“线程”概念相近,但是这里的 coroutine 并不是真正的线程,在某个时刻只有一个 coroutine 在执行。lua 将 coroutine 的所有函数都放在一个叫“coroutine”的 table 中,下面来看一下这些函数。

co = coroutine.create(function () print("hello") end)
print(co) -- thread: 0x11fa810
print(coroutine.status(co)) -- suspended
coroutine.resume(co) -- hello
print(coroutine.status(co)) -- dead

create() 接收一个函数作为参数,创建一个对应的 …

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programming in lua (11)

第 29 章和 31 章。这两章都是讲资源管理的,就放一起看了。

userdata 可能是用户自己分配的一段内存(内存里可能有一个域是文件描述符,可能是一个指向另外一段内存的指针,等等),当这段 userdata 被释放时,其中包含的其它资源也需要被释放(如需要关闭文件,释放另一段内存等)。某些语言提供了一种叫做“finalizer”的机制来完成这件事,在 lua 中对应的是一个“__gc”的域,当某个 userdata 被 lua 回收时,如果它对应的 metatable 中有“__gc”这个域,则这个域所指向的函数(通常指向的是函数)将会被调用,这样用户就能释放和 userdata 相关联的内容。

目录遍历迭代器

第 26 章实现过一个目录遍历的程序,程序每次返回一个包含所有目录项的 table。这里我们将要实现一个迭代器,每次只返回一个目录:

for dname in dir(".") do
    print(dname)
end

c 语言中遍历目录的步骤:首先使用 opendir() 函数打开目录返回一个指向 DIR 结构体的指针,然后使用 readdir() 每次读取一个目录,读取完所有目录后使用 closedir() …

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programming in lua (10)

第 28 章。这章主要是讲怎样在 lua 中使用 c 语言中自定义的数据结构。

先看一个简单的例子:boolean 数组。在 lua 中可以使用 table 来存储,在 c 语言中由于每个变量只占一个 bit,使用的内存只占用 table 实现的 3%。

程序使用如下的数据结构和相关的宏定义:

#include <limits.h>

#define BITS_PER_WORD (CHAR_BIT*sizeof(unsigned int))
#define I_WORD(i)     ((unsigned int)(i) / BITS_PER_WORD)
#define I_BIT(i)      (1 << ((unsigned int)(i) % BITS_PER_WORD))


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programming in lua (9)

第 27 章,主要介绍 c 语言和 lua 交互的一些技巧。这一章涉及到第 2 部分的一些内容。

数组操作

在 lua 中,数组是一种特殊的 table,除了可以使用 lua_settable() 和 lua_gettable() 等操作 table 的函数外,另外也有一些专门用来操作数组的函数。使用这些有针对性的函数有两个好处:一是性能上的提升,例如我们经常在循环访问数组的所有元素;二是像整数数组,字符串等常见的类型使用一些有针对性的操作会比较方便。

lua 提供了两个函数来访问指定下标的数组元素:

void lua_rawgeti (lua_State *L, int index, int key);
void lua_rawseti (lua_State *L, int index, int key);

其中 index …

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项目总结 (2)

很累的一个月,为了赶项目天天码代码,第一次在看到代码的时候有想吐的感觉。

用 lua 作为配置文件

因为在之前的一个项目中师兄采用了网络作为前后端交互的方式,这样两部分分开调试比较方便,从此以后实验室的项目不管是否需要联网都采用这种方法,结果在项目中除了根据甲方的需求把控件拖来拖去之外剩下的就是解析各种各样的报文格式。

前段时间另一个项目需要写一个报文测试的小工具,就是有一堆自定义的报文格式,界面上有下拉条选择或者让用户自己输入某个字段的值,然后把报文发出去,收到返回信息并且把内容解析一下。我已经不怎么碰这个项目了,但是这次时间有点紧,于是哥又“被”当仁不让地充当临时工把活接了下来。在前一个项目中师兄使用了 xml 作为报文格式配置文件,这个小工具我打算用 lua 来试一下,也算是一个实际应用的机会。界面用了 qt,因为现在 qt 俨然成为本人实验室项目界面开发的默认工具了。

先说说使用 lua 作为配置文件吧。报文格式是常见的 TLV 格式(“T”表示 type,“L”表示长度,“V”表示数据),有些字段会有限定的范围:

packet = {
    "报文名称",
    {"字段名称1", "字段类型", 个数, {可选值1, "说明1"}, {可选值2}, {起始值, 结束值, 步长}, ...},
    ......
}

其中字段类型定义了一些常见的类型并规定了长度,例如“int”就是 4 字节,“double”就是 8 个字节等。个数表示该字段中包含了多少个这样的类型。例如…

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programming in lua (8)

第 26 章。

扩展 lua 的一个基本方法是使用 c 语言编写可供 lua 使用的函数。

当我们说 lua“调用”c 函数时,其实并不是真正地调用 c 函数,而是 c 函数遵循一定的约定从 lua 中获取参数并且把结果返回给 lua,或许叫“使用”更合适。在 lua 调用 c 函数前需要先注册 c 函数,即把 c 函数的地址传递给 lua。事实上,lua 使用 c 函数也是通过类似的栈机制,为了避免取了错误的返回值,c 函数需要返回它返回给 lua 的返回值个数(也就是说 lua 应该从栈里取几个值)。

和在 c 中使用 …

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programming in lua (7)

第 25 章。

lua 的一个重要的应用是作为程序配置文件的语言(configuration language)。下面通过一些例子循序渐进地说明其应用。

一个简单的例子

假设一个 c 语言程序要画一个窗口界面,窗口的长和宽可以由用户指定。要实现这个功能还有另外更简单的方法,例如使用环境变量或只包含 (key, value) 形式的普通文本文件,但是如果使用普通文本文件你还是需要对其进行解析。程序的配置文件如下:

-- conf.lua
-- define window size
width = 200
height = 300

下面的程序演示了怎样使用 lua 提供的接口来获得这两个变量的值:

#include <stdio.h>

#include <lua.h>
#include <lauxlib.h>
#include <lualib.h>

int main(void)
{
    lua_State* 

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programming in lua (6)

中断了的 lua 学习再次回来了……之前学完基本语法后就不想看接下来的标准库讲解了,因为看了不用基本等于白看,没几天就忘了;但是不看的话连 lua 有什么功能都不知道,更不用说知道把 lua 用在什么地方。最近想学习用 lua 来扩展程序,因此又捡起来了,不过跳过了书中的 part II 和 part III,这里是第 24 章。顺便说一下,这里使用的 lua 版本也从 5.1.4 升到 5.2.0,不过区别应该不大。

lua 是一个嵌入式语言,就是说它不是一个单独的程序,而是一套可以在其它语言中使用的库,在前面使用过的 lua 交互程序其实是利用 lua 提供的库所实现的一个解析器。lua 可以作为 c 语言的扩展,反过来也可以用 c 语言编写模块来扩展 lua,这两种情况都使用同样的 api 进行交互。lua 与 c 主要是通过一个虚拟的“栈”来交换数据。

简单的 lua


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programming in lua (5)

第 8 章。

虽然我们说 lua 是一种解释语言,但是 lua 在执行前会被预编译为一种中间代码。解释执行语言的特殊之处不在于它们不需要编译执行,而是编译器是语言运行时(runtime)本身的一部分,也就是说可以执行在运行过程中动态产生的代码。

例如函数 loadstring() 接收一个字符串,返回一个可被执行的语句块(chunk):

f = loadstring("i = i + 1")

i = 10
f()
print(i) -- 11

又或者是省略赋值操作直接使用 loadstring() 的返回值:

i = 10
loadstring("i = i + 1")()
print(i) -- 11

但是直接使用的话如果出错了出错信息会比较模糊。可以使用 …

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