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            【轉(zhuǎn)貼】使用 Lua 編寫可嵌入式腳本

            使用 Lua 編寫可嵌入式腳本

            Lua 提供了高級(jí)抽象,卻又沒失去與硬件的關(guān)聯(lián)

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            級(jí)別: 初級(jí)

            Martin Streicher (martin.streicher@linux-mag.com), 首席編輯, Linux Magazine

            2006 年 6 月 12 日

            雖然編譯性編程語(yǔ)言和腳本語(yǔ)言各自具有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),但是如果我們使用這兩種類型的語(yǔ)言來編寫大型的應(yīng)用程序會(huì)是什么樣子呢?Lua 是一種嵌入式腳本語(yǔ)言,它非常小,速度很快,功能卻非常強(qiáng)大。在創(chuàng)建其他配置文件或資源格式(以及與之對(duì)應(yīng)的解析器)之前,請(qǐng)嘗試一下 Lua。

            盡管諸如 Perl、Python、PHP 和 Ruby 之類的解釋性編程語(yǔ)言日益被 Web 應(yīng)用程序廣泛地采納 —— 它們已經(jīng)長(zhǎng)期用來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)管理任務(wù) —— 但是諸如 C、C++ 之類的編譯性編程語(yǔ)言依然是必需的。編譯性編程語(yǔ)言的性能是腳本語(yǔ)言所無法企及的(只有手工調(diào)優(yōu)的匯編程序的性能才能超過它),有些軟件 —— 包括操作系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 —— 只能使用編譯代碼來高效地實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上,當(dāng)軟件和硬件需要進(jìn)行無縫地連接操作時(shí),程序員本能地就會(huì)選擇 C 編譯器:C 非?;A(chǔ),距離 “原始金屬材料非常近” —— 即可以操作硬件的很多特性 —— 并且 C 的表現(xiàn)力非常強(qiáng)大,可以提供高級(jí)編程結(jié)構(gòu),例如結(jié)構(gòu)、循環(huán)、命名變量和作用域。

            然而,腳本語(yǔ)言也有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。例如,當(dāng)某種語(yǔ)言的解釋器被成功移植到一種平臺(tái)上以后,使用這種語(yǔ)言編寫的大量腳本就可以不加任何修改在這種新平臺(tái)上運(yùn)行 —— 它們沒有諸如系統(tǒng)特定的函數(shù)庫(kù)之類的依賴限制。(我們可以考慮一下 Microsoft® Windows® 操作系統(tǒng)上的許多 DLL 文件和 UNIX® 及 Linux® 上的很多 libcs)。另外,腳本語(yǔ)言通常都還會(huì)提供高級(jí)編程構(gòu)造和便利的操作,程序員可以使用這些功能來提高生產(chǎn)效率和靈活性。另外,使用解釋語(yǔ)言來編程的程序員工作的速度更快,因?yàn)檫@不需要編譯和鏈接的步驟。C 及其類似語(yǔ)言中的 “編碼、編譯、鏈接、運(yùn)行” 周期縮減成了更為緊湊的 “編寫腳本、運(yùn)行”。

            Lua 新特性

            與其他腳本語(yǔ)言一樣,Lua 也有自己的一些特性:

            • Lua 類型。在 Lua 中,值可以有類型,但是變量的類型都是動(dòng)態(tài)決定的。nil、布爾型、數(shù)字字符串 類型的工作方式與我們期望的一樣。
              • Nil 是值為 nil 的一種特殊類型,用來表示沒有值。
              • 布爾型的值可以是 truefalse 常量。(Nil 也可以表示 false,任何非 nil 的值都表示 true。)
              • Lua 中所有的數(shù)字都是雙精度的(不過我們可以非常簡(jiǎn)便地編寫一些代碼來實(shí)現(xiàn)其他數(shù)字類型)。
              • 字符串是定長(zhǎng)字符數(shù)組。(因此,要在一個(gè)字符串后面附加上字符,必須對(duì)其進(jìn)行拷貝。)
            • 表、函數(shù)線程 類型都是引用。每個(gè)都可以賦值給一個(gè)變量,作為參數(shù)傳遞,或作為返回值從函數(shù)中返回。例如,下面是一個(gè)存儲(chǔ)函數(shù)的例子:

              -- example of an anonymous function
                                              -- returned as a value
                                              -- see http://www.tecgraf.puc-rio.br/~lhf/ftp/doc/hopl.pdf
                                              function add(x)
                                              return function (y) return (x + y) end
                                              end
                                              f = add(2)
                                              print(type(f), f(10))
                                              function  12
                                              

            • Lua 線程。線程是通過調(diào)用內(nèi)嵌函數(shù) coroutine.create(f) 創(chuàng)建的一個(gè)協(xié)同例程 (co-routine),其中 f 是一個(gè) Lua 函數(shù)。線程不會(huì)在創(chuàng)建時(shí)啟動(dòng);相反,它是在創(chuàng)建之后使用 coroutine.resume(t) 啟動(dòng)的,其中 t 就是一個(gè)線程。每個(gè)協(xié)同例程都必須使用 coroutine.yield() 偶爾獲得其他協(xié)同例程的處理器。
            • 賦值語(yǔ)句。Lua 允許使用多種賦值語(yǔ)句,可以先對(duì)表達(dá)式進(jìn)行求值,然后再進(jìn)行賦值。例如,下面的語(yǔ)句:

              i = 3
                                              a = {1, 3, 5, 7, 9}
                                              i, a[i], a[i+1], b = i+1, a[i+1], a[i]
                                              print (i, a[3], a[4], b, I)
                                              

              會(huì)生成 4 7 5 nil nil。如果變量列表的個(gè)數(shù)大于值列表的個(gè)數(shù),那么多出的變量都被賦值為 nil;因此,b 就是 nil。如果值的個(gè)數(shù)多于變量的個(gè)數(shù),那么多出的值部分就會(huì)簡(jiǎn)單地丟棄。在 Lua 中,變量名是大小寫敏感的,這可以解釋為什么 I 的值是 nil。
            • 塊(Chunk)。 可以是任何 Lua 語(yǔ)句序列。塊可以保存到文件中,或者保存到 Lua 程序中的字符串中。每個(gè)塊都是作為一個(gè)匿名函數(shù)體來執(zhí)行的。因此,塊可以定義局部變量和返回值。
            • 更酷的東西。Lua 具有一個(gè)標(biāo)記-清理垃圾收集器。在 Lua 5.1 中,垃圾收集器是以增量方式工作的。Lua 具有完整的詞法閉包(這與 Scheme 類似,而與 Python 不同)。Lua 具有可靠的尾部調(diào)用語(yǔ)義(同樣,這也與 Scheme 類似,而與 Python 不同)。

            Programming in Lua 和 Lua-users wiki (鏈接請(qǐng)參見后面的 參考資料 部分)中可以找到更多 Lua 代碼的例子。

            在所有的工程任務(wù)中,要在編譯性語(yǔ)言和解釋性語(yǔ)言之間作出選擇,就意味著要在這種環(huán)境中對(duì)每種語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)、權(quán)重和折中進(jìn)行評(píng)測(cè),并接受所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。





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            在兩個(gè)世界之間最好地進(jìn)行混合

            如果您希望充分利用這兩個(gè)世界的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)該怎樣辦呢,是選擇最好的性能還是選擇高級(jí)強(qiáng)大的抽象?更進(jìn)一步說,如果我們希望對(duì)處理器密集且依賴于系統(tǒng)的算法和函數(shù)以及與系統(tǒng)無關(guān)且很容易根據(jù)需要而進(jìn)行修改的單獨(dú)邏輯進(jìn)行優(yōu)化,那又當(dāng)如何呢?

            對(duì)高性能代碼和高級(jí)編程的需要進(jìn)行平衡是 Lua(一種可嵌入式腳本語(yǔ)言)要解決的問題。在需要時(shí)我們可以使用編譯后的代碼來實(shí)現(xiàn)底層的功能,然后調(diào)用 Lua 腳本來操作復(fù)雜的數(shù)據(jù)。由于 Lua 腳本是與編譯代碼獨(dú)立的,因此我們可以單獨(dú)修改這些腳本。使用 Lua,開發(fā)周期就非常類似于 “編碼、編譯、運(yùn)行、編寫腳本、編寫腳本、編寫腳本 ...”。

            例如,Lua Web 站點(diǎn) “使用” 頁(yè)面(請(qǐng)參見 參考資料)列出了主流市場(chǎng)上的幾個(gè)計(jì)算機(jī)游戲,包括 World of Warcraft 和(家用版的)Defender,它們集成 Lua 來實(shí)現(xiàn)很多東西,從用戶界面到敵人的人工智能都可以。Lua 的其他應(yīng)用程序包括流行的 Linux 軟件更新工具 apt-rpm 的擴(kuò)展機(jī)制,還有 “Crazy Ivan” Robocup 2000 冠軍聯(lián)賽的控制邏輯。這個(gè)頁(yè)面上的很多推薦感言都對(duì) Lua 的小巧與杰出性能贊不絕口。





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            開始使用 Lua

            Lua 5.0.2 版本是撰寫本文時(shí)的最新版本,不過最近剛剛發(fā)布了 5.1 版本。您可以從 lua.org 上下載 Lua 的源代碼,在 Lua-users wiki(鏈接請(qǐng)參見 參考資料)上可以找到預(yù)先編譯好的二進(jìn)制文件。完整的 Lua 5.0.2 核心文件中包括了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和 Lua 編譯器,不過只有 200KB 大小。

            如果您使用的是 Debian Linux,那么可以以超級(jí)用戶的身份運(yùn)行下面的命令來快速安裝 Lua 5.0:

            # apt-get install lua50
                                        

            本文中給出的例子都是在 Debian Linux Sarge 上運(yùn)行的,使用的是 Lua 5.0.2 和 2.4.27-2-686 版本的 Linux 內(nèi)核。

            在系統(tǒng)上安裝好 Lua 之后,我們可以首先來試用一下單獨(dú)的 Lua 解釋器。(所有的 Lua 應(yīng)用程序必須要嵌入到宿主應(yīng)用程序中。解釋器只是一種特殊類型的宿主,對(duì)于開發(fā)和調(diào)試工作來說非常有用。)創(chuàng)建一個(gè)名為 factorial.lua 的文件,然后輸入下面的代碼:

            -- defines a factorial function
                                        function fact (n)
                                        if n == 0 then
                                        return 1
                                        else
                                        return n * fact(n-1)
                                        end
                                        end
                                        print("enter a number:")
                                        a = io.read("*number")
                                        print(fact(a))
                                        

            factorial.lua 中的代碼 —— 更確切地說是任何 Lua 語(yǔ)句序列 —— 都稱為一個(gè),這在上面的 Lua 特性 中已經(jīng)進(jìn)行了介紹。要執(zhí)行剛才創(chuàng)建的代碼塊,請(qǐng)運(yùn)行命令 lua factorial.lua

            $ lua factorial.lua
                                        enter a number:
                                        10
                                        3628800
                                        

            或者像在其他解釋性語(yǔ)言中一樣,我們可以在代碼頂部添加一行 “標(biāo)識(shí)符”(#!),使這個(gè)腳本變成可執(zhí)行的,然后像單獨(dú)命令一樣來運(yùn)行這個(gè)文件:

            $ (echo '#! /usr/bin/lua'; cat factorial.lua) > factorial
                                        $ chmod u+x factorial
                                        $ ./factorial
                                        enter a number:
                                        4
                                        24
                                        





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            Lua 語(yǔ)言

            Lua 具有現(xiàn)代腳本語(yǔ)言中的很多便利:作用域,控制結(jié)構(gòu),迭代器,以及一組用來處理字符串、產(chǎn)生及收集數(shù)據(jù)和執(zhí)行數(shù)學(xué)計(jì)算操作的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。在 Lua 5.0 Reference Manual 中有對(duì) Lua 語(yǔ)言的完整介紹(請(qǐng)參見 參考資料)。

            在 Lua 中,只有 具有類型,而變量的類型是動(dòng)態(tài)決定的。Lua 中的基本類型(值)有 8 種: nil,布爾型,數(shù)字,字符串,函數(shù),線程,表 以及 用戶數(shù)據(jù)。前 6 種類型基本上是自描述的(例外情況請(qǐng)參見上面的 Lua 特性 一節(jié));最后兩個(gè)需要一點(diǎn)解釋。

            Lua 表

            在 Lua 中,表是用來保存所有數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上,表是 Lua 中惟一的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。我們可以將表作為數(shù)組、字典(也稱為散列聯(lián)合數(shù)組)、樹、記錄,等等。

            與其他編程語(yǔ)言不同,Lua 表的概念不需要是異構(gòu)的:表可以包含任何類型的組合,也可以包含類數(shù)組元素和類字典元素的混合體。另外,任何 Lua 值 —— 包括函數(shù)或其他表 —— 都可以用作字典元素的鍵值。

            要對(duì)表進(jìn)行瀏覽,請(qǐng)啟動(dòng) Lua 解釋器,并輸入清單 1 中的黑體顯示的代碼。


            清單 1. 體驗(yàn) Lua 表
            $ lua
                                        > -- create an empty table and add some elements
                                        > t1 = {}
                                        > t1[1] = "moustache"
                                        > t1[2] = 3
                                        > t1["brothers"] = true
                                        > -- more commonly, create the table and define elements
                                        > all at once
                                        > t2 = {[1] = "groucho", [3] = "chico", [5] = "harpo"}
                                        > t3 = {[t1[1]] = t2[1], accent = t2[3], horn = t2[5]}
                                        > t4 = {}
                                        > t4[t3] = "the marx brothers"
                                        > t5 = {characters = t2, marks = t3}
                                        > t6 = {["a night at the opera"] = "classic"}
                                        > -- make a reference and a string
                                        > i = t3
                                        > s = "a night at the opera"
                                        > -- indices can be any Lua value
                                        > print(t1[1], t4[t3], t6[s])
                                        moustache   the marx brothers classic
                                        > -- the phrase table.string is the same as table["string"]
                                        > print(t3.horn, t3["horn"])
                                        harpo   harpo
                                        > -- indices can also be "multi-dimensional"
                                        > print (t5["marks"]["horn"], t5.marks.horn)
                                        harpo   harpo
                                        > -- i points to the same table as t3
                                        > = t4[i]
                                        the marx brothers
                                        > -- non-existent indices return nil values
                                        > print(t1[2], t2[2], t5.films)
                                        nil     nil     nil
                                        >  -- even a function can be a key
                                        > t = {}
                                        > function t.add(i,j)
                                        >> return(i+j)
                                        >> end
                                        > print(t.add(1,2))
                                        3
                                        > print(t['add'](1,2))
                                        3
                                        >  -- and another variation of a function as a key
                                        > t = {}
                                        > function v(x)
                                        >> print(x)
                                        >> end
                                        > t[v] = "The Big Store"
                                        > for key,value in t do key(value) end
                                        The Big Store
                                        

            正如我們可能期望的一樣,Lua 還提供了很多迭代器函數(shù)來對(duì)表進(jìn)行處理。全局變量 table 提供了這些函數(shù)(是的,Lua 包就是表)。有些函數(shù),例如 table.foreachi(),會(huì)期望一個(gè)從 1(數(shù)字 1)開始的連續(xù)整數(shù)范圍:

            > table.foreachi(t1, print)
                                        1 moustache
                                        2 3
                                        

            另外一些函數(shù),例如 table.foreach(),會(huì)對(duì)整個(gè)表進(jìn)行迭代:

            > table.foreach(t2,print)
                                        1       groucho
                                        3       chico
                                        5       harpo
                                        > table.foreach(t1,print)
                                        1       moustache
                                        2       3
                                        brothers        true
                                        

            盡管有些迭代器對(duì)整數(shù)索引進(jìn)行了優(yōu)化,但是所有迭代器都只簡(jiǎn)單地處理 (key, value) 對(duì)。

            現(xiàn)在我們可以創(chuàng)建一個(gè)表 t,其元素是 {2, 4, 6, language="Lua", version="5", 8, 10, 12, web="www.lua.org"},然后運(yùn)行 table.foreach(t, print) table.foreachi(t, print)

            用戶數(shù)據(jù)

            由于 Lua 是為了嵌入到使用另外一種語(yǔ)言(例如 C 或 C++)編寫的宿主應(yīng)用程序中,并與宿主應(yīng)用程序協(xié)同工作,因此數(shù)據(jù)可以在 C 環(huán)境和 Lua 之間進(jìn)行共享。正如 Lua 5.0 Reference Manual 所說,userdata 類型允許我們?cè)?Lua 變量中保存任意的 C 數(shù)據(jù)。我們可以認(rèn)為 userdata 就是一個(gè)字節(jié)數(shù)組 —— 字節(jié)可以表示指針、結(jié)構(gòu)或宿主應(yīng)用程序中的文件。

            用戶數(shù)據(jù)的內(nèi)容源自于 C,因此在 Lua 中不能對(duì)其進(jìn)行修改。當(dāng)然,由于用戶數(shù)據(jù)源自于 C,因此在 Lua 中也沒有對(duì)用戶數(shù)據(jù)預(yù)定義操作。不過我們可以使用另外一種 Lua 機(jī)制來創(chuàng)建對(duì) userdata 進(jìn)行處理的操作,這種機(jī)制稱為 元表(metatable)。

            元表

            由于表和用戶數(shù)據(jù)都非常靈活,因此 Lua 允許我們重載這兩種類型的數(shù)據(jù)的操作(不能重載其他 6 種類型)。元表 是一個(gè)(普通的)Lua 表,它將標(biāo)準(zhǔn)操作映射成我們提供的函數(shù)。元表的鍵值稱為事件;值(換而言之就是函數(shù))稱為元方法。

            函數(shù) setmetatable()getmetatable() 分別對(duì)對(duì)象的元表進(jìn)行修改和查詢。每個(gè)表和 userdada 對(duì)象都可以具有自己的元表。

            例如,添加操作對(duì)應(yīng)的事件是 __add。我們可以推斷這段代碼所做的事情么?

            -- Overload the add operation
                                        -- to do string concatenation
                                        --
                                        mt = {}
                                        function String(string)
                                        return setmetatable({value = string or ''}, mt)
                                        end
                                        -- The first operand is a String table
                                        -- The second operand is a string
                                        -- .. is the Lua concatenate operator
                                        --
                                        function mt.__add(a, b)
                                        return String(a.value..b)
                                        end
                                        s = String('Hello')
                                        print((s + ' There ' + ' World!').value )
                                        

            這段代碼會(huì)產(chǎn)生下面的文本:

            Hello There World!
                                        

            函數(shù) String() 接收一個(gè)字符串 string,將其封裝到一個(gè)表({value = s or ''})中,并將元表 mt 賦值給這個(gè)表。函數(shù) mt.__add() 是一個(gè)元方法,它將字符串 b 添加到在 a.value 中找到的字符串后面 b 次。這行代碼 print((s + ' There ' + ' World!').value ) 調(diào)用這個(gè)元方法兩次。

            __index 是另外一個(gè)事件。__index 的元方法每當(dāng)表中不存在鍵值時(shí)就會(huì)被調(diào)用。下面是一個(gè)例子,它記住 (memoize) 函數(shù)的值:

            -- code courtesy of Rici Lake, rici@ricilake.net
                                        function Memoize(func, t)
                                        return setmetatable(
                                        t or {},
                                        {__index =
                                        function(t, k)
                                        local v = func(k);
                                        t[k] = v;
                                        return v;
                                        end
                                        }
                                        )
                                        end
                                        COLORS = {"red", "blue", "green", "yellow", "black"}
                                        color = Memoize(
                                        function(node)
                                        return COLORS[math.random(1, table.getn(COLORS))]
                                        end
                                        )
                                        

            將這段代碼放到 Lua 解釋器中,然后輸入 print(color[1], color[2], color[1])。您將會(huì)看到類似于 blue black blue 的內(nèi)容。

            這段代碼接收一個(gè)鍵值 node,查找 node 指定的顏色。如果這種顏色不存在,代碼就會(huì)給 node 賦一個(gè)新的隨機(jī)選擇的顏色。否則,就返回賦給 node 的顏色。在前一種情況中,__index 元方法被執(zhí)行一次以分配一個(gè)顏色。后一種情況比較簡(jiǎn)單,所執(zhí)行的是快速散列查找。

            Lua 語(yǔ)言提供了很多其他功能強(qiáng)大的特性,所有這些特性都有很好的文檔進(jìn)行介紹。在碰到問題或希望與專家進(jìn)行交談時(shí),請(qǐng)連接 Lua Users Chat Room IRC Channel(請(qǐng)參見 參考資料)獲得非常熱心的支持。





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            嵌入和擴(kuò)展

            除了語(yǔ)法簡(jiǎn)單并且具有功能強(qiáng)大的表結(jié)構(gòu)之外,Lua 的強(qiáng)大功能使其可以與宿主語(yǔ)言混合使用。由于 Lua 與宿主語(yǔ)言的關(guān)系非常密切,因此 Lua 腳本可以對(duì)宿主語(yǔ)言的功能進(jìn)行擴(kuò)充。但是這種融合是雙贏的:宿主語(yǔ)言同時(shí)也可以對(duì) Lua 進(jìn)行擴(kuò)充。舉例來說,C 函數(shù)可以調(diào)用 Lua 函數(shù),反之亦然。

            Lua 與宿主語(yǔ)言之間的這種共生關(guān)系的核心是宿主語(yǔ)言是一個(gè)虛擬堆棧。虛擬堆棧與實(shí)際堆棧類似,是一種后進(jìn)先出(LIFO)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),可以用來臨時(shí)存儲(chǔ)函數(shù)參數(shù)和函數(shù)結(jié)果。要從 Lua 中調(diào)用宿主語(yǔ)言的函數(shù)(反之亦然),調(diào)用者會(huì)將一些值壓入堆棧中,并調(diào)用目標(biāo)函數(shù);被調(diào)用的函數(shù)會(huì)彈出這些參數(shù)(當(dāng)然要對(duì)類型和每個(gè)參數(shù)的值進(jìn)行驗(yàn)證),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,然后將結(jié)果放入堆棧中。當(dāng)控制返回給調(diào)用程序時(shí),調(diào)用程序就可以從堆棧中提取出返回值。

            實(shí)際上在 Lua 中使用的所有的 C 應(yīng)用程序編程接口(API)都是通過堆棧來進(jìn)行操作的。堆??梢员4?Lua 的值,不過值的類型必須是調(diào)用程序和被調(diào)用者都知道的,特別是向堆棧中壓入的值和從堆棧中彈出的值更是如此(例如 lua_pushnil()lua_pushnumber()

            清單 2 給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的 C 程序(節(jié)選自 參考資料Programming in Lua 一書的第 24 章),它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)很小但卻功能完善的 Lua 解釋器。


            清單 2. 一個(gè)簡(jiǎn)單的 Lua 解釋器
             1 #include <stdio.h>
                                        2 #include <lua.h>
                                        3 #include <lauxlib.h>
                                        4 #include <lualib.h>
                                        5
                                        6 int main (void) {
                                        7   char buff[256];
                                        8   int error;
                                        9   lua_State *L = lua_open();   /* opens Lua */
                                        10   luaopen_base(L);             /* opens the basic library */
                                        11   luaopen_table(L);            /* opens the table library */
                                        12   luaopen_io(L);               /* opens the I/O library */
                                        13   luaopen_string(L);           /* opens the string lib. */
                                        14   luaopen_math(L);             /* opens the math lib. */
                                        15
                                        16   while (fgets(buff, sizeof(buff), stdin) != NULL) {
                                        17     error = luaL_loadbuffer(L, buff, strlen(buff), "line") ||
                                        18             lua_pcall(L, 0, 0, 0);
                                        19     if (error) {
                                        20       fprintf(stderr, "%s", lua_tostring(L, -1));
                                        21       lua_pop(L, 1);  /* pop error message from the stack */
                                        22     }
                                        23   }
                                        24
                                        25   lua_close(L);
                                        26   return 0;
                                        27 }
                                        

            第 2 行到第 4 行包括了 Lua 的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù),幾個(gè)在所有 Lua 庫(kù)中都會(huì)使用的方便函數(shù)以及用來打開庫(kù)的函數(shù)。第 9 行創(chuàng)建了一個(gè) Lua 狀態(tài)。所有的狀態(tài)最初都是空的;我們可以使用 luaopen_...() 將函數(shù)庫(kù)添加到狀態(tài)中,如第 10 行到第 14 行所示。

            第 17 行和 luaL_loadbuffer() 會(huì)從 stdin 中以塊的形式接收輸入,并對(duì)其進(jìn)行編譯,然后將其放入虛擬堆棧中。第 18 行從堆棧中彈出數(shù)據(jù)并執(zhí)行之。如果在執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤,就向堆棧中壓入一個(gè) Lua 字符串。第 20 行訪問棧頂(棧頂?shù)乃饕秊?-1)作為 Lua 字符串,打印消息,然后從堆棧中刪除該值。

            使用 C API,我們的應(yīng)用程序也可以進(jìn)入 Lua 狀態(tài)來提取信息。下面的代碼片段從 Lua 狀態(tài)中提取兩個(gè)全局變量:

            ..
                                        if (luaL_loadfile(L, filename) || lua_pcall(L, 0, 0, 0))
                                        error(L, "cannot run configuration file: %s", lua_tostring(L, -1));
                                        lua_getglobal(L, "width");
                                        lua_getglobal(L, "height");
                                        ..
                                        width = (int) lua_tonumber(L, -2);
                                        height = (int) lua_tonumber(L, -1);
                                        ..
                                        

            請(qǐng)?jiān)俅巫⒁鈧鬏斒峭ㄟ^堆棧進(jìn)行的。從 C 中調(diào)用任何 Lua 函數(shù)與這段代碼類似:使用 lua_getglobal() 來獲得函數(shù),將參數(shù)壓入堆棧,調(diào)用 lua_pcall(),然后處理結(jié)果。如果 Lua 函數(shù)返回 n 個(gè)值,那么第一個(gè)值的位置在堆棧的 -n 處,最后一個(gè)值在堆棧中的位置是 -1。

            反之,在 Lua 中調(diào)用 C 函數(shù)也與之類似。如果您的操作系統(tǒng)支持動(dòng)態(tài)加載,那么 Lua 可以根據(jù)需要來動(dòng)態(tài)加載并調(diào)用函數(shù)。(在必須使用靜態(tài)加載的操作系統(tǒng)中,可以對(duì) Lua 引擎進(jìn)行擴(kuò)充,此時(shí)調(diào)用 C 函數(shù)時(shí)需要重新編譯 Lua。)





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            結(jié)束語(yǔ)

            Lua 是一種學(xué)習(xí)起來容易得難以置信的語(yǔ)言,但是它簡(jiǎn)單的語(yǔ)法卻掩飾不了其強(qiáng)大的功能:這種語(yǔ)言支持對(duì)象(這與 Perl 類似),元表使表類型具有相當(dāng)程度的可伸展性,C API 允許我們?cè)谀_本和宿主語(yǔ)言之間進(jìn)行更好的集成和擴(kuò)充。Lua 可以在 C、C++、C#、Java™ 和 Python 語(yǔ)言中使用。

            在創(chuàng)建另外一個(gè)配置文件或資源格式(以及相應(yīng)的處理程序)之前,請(qǐng)嘗試一下 Lua。Lua 語(yǔ)言及其社區(qū)非常健壯,具有創(chuàng)新精神,隨時(shí)準(zhǔn)備好提供幫助。





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            參考資料

            學(xué)習(xí)

            獲得產(chǎn)品和技術(shù)
            • 下載 Lua 5.0.2Lua 5.1 源代碼,從頭開始編譯 Lua。

            • Lua-users wiki 上,瀏覽很多預(yù)先構(gòu)建的、可安裝的 Lua 二進(jìn)制文件。

            • LuaForge 上可以找到大量的代碼庫(kù),包括很多語(yǔ)言綁定和專門的計(jì)算庫(kù)。

            • 訂購(gòu)免費(fèi)的 SEK for Linux ,這有兩張 DVD,包括最新的 IBM for Linux 試用軟件,包括 DB2®、Lotus®、Rational®、Tivoli® 和 WebSphere®。

            • 在您的下一個(gè)開發(fā)項(xiàng)目中采用 IBM 試用軟件,這可以從 developerWorks 直接下載。


            討論






            關(guān)于作者

            Martin Streicher 是 Linux Magazine 的首席編輯。他在普渡大學(xué)獲得了計(jì)算機(jī)碩士學(xué)位,自 1982 年以來,就一直在使用 Pascal、C、Perl、Java 以及(最近使用的)Ruby 編程語(yǔ)言編寫類 Unix 系統(tǒng)。

            posted on 2010-04-21 22:44 avatar 閱讀(337) 評(píng)論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 游戲開發(fā)

            <2010年4月>
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