Lua可以調(diào)用C函數(shù)的能力將極大的提高Lua的可擴(kuò)展性和可用性。對于有些和操作系統(tǒng)相關(guān)的功能，或者是對效率要求較高的模塊，我們完全可以通過C函數(shù)來實現(xiàn)，之后再通過Lua調(diào)用指定的C函數(shù)。對于那些可被Lua調(diào)用的C函數(shù)而言，其接口必須遵循Lua要求的形式，即typedef int (*lua_CFunction)(lua_State* L)。簡單說明一下，該函數(shù)類型僅僅包含一個表示Lua環(huán)境的指針作為其唯一的參數(shù)，實現(xiàn)者可以通過該指針進(jìn)一步獲取Lua代碼中實際傳入的參數(shù)。返回值是整型，表示該C函數(shù)將返回給Lua代碼的返回值數(shù)量，如果沒有返回值，則return 0即可。需要說明的是，C函數(shù)無法直接將真正的返回值返回給Lua代碼，而是通過虛擬棧來傳遞Lua代碼和C函數(shù)之間的調(diào)用參數(shù)和返回值的。這里我們將介紹兩種Lua調(diào)用C函數(shù)的規(guī)則。
1. C函數(shù)作為應(yīng)用程序的一部分。
1 #include <stdio.h>
2 #include <string.h>
3 #include <lua.hpp>
4 #include <lauxlib.h>
5 #include <lualib.h>
6
7 //待Lua調(diào)用的C注冊函數(shù)。
8 static int add2(lua_State* L)
9 {
10 //檢查棧中的參數(shù)是否合法，1表示Lua調(diào)用時的第一個參數(shù)(從左到右)，依此類推。
11 //如果Lua代碼在調(diào)用時傳遞的參數(shù)不為number，該函數(shù)將報錯并終止程序的執(zhí)行。
12 double op1 = luaL_checknumber(L,1);
13 double op2 = luaL_checknumber(L,2);
14 //將函數(shù)的結(jié)果壓入棧中。如果有多個返回值，可以在這里多次壓入棧中。
15 lua_pushnumber(L,op1 + op2);
16 //返回值用于提示該C函數(shù)的返回值數(shù)量，即壓入棧中的返回值數(shù)量。
17 return 1;
18 }
19
20 //另一個待Lua調(diào)用的C注冊函數(shù)。
21 static int sub2(lua_State* L)
22 {
23 double op1 = luaL_checknumber(L,1);
24 double op2 = luaL_checknumber(L,2);
25 lua_pushnumber(L,op1 - op2);
26 return 1;
27 }
28
29 const char* testfunc = "print(add2(1.0,2.0)) print(sub2(20.1,19))";
30
31 int main()
32 {
33 lua_State* L = luaL_newstate();
34 luaL_openlibs(L);
35 //將指定的函數(shù)注冊為Lua的全局函數(shù)變量，其中第一個字符串參數(shù)為Lua代碼
36 //在調(diào)用C函數(shù)時使用的全局函數(shù)名，第二個參數(shù)為實際C函數(shù)的指針。
37 lua_register(L, "add2", add2);
38 lua_register(L, "sub2", sub2);
39 //在注冊完所有的C函數(shù)之后，即可在Lua的代碼塊中使用這些已經(jīng)注冊的C函數(shù)了。
40 if (luaL_dostring(L,testfunc))
41 printf("Failed to invoke.\n");
42 lua_close(L); 43 return 0; 44 }
2. C函數(shù)庫成為Lua的模塊。
將包含C函數(shù)的代碼生成庫文件，如Linux的so，或Windows的DLL，同時拷貝到Lua代碼所在的當(dāng)前目錄，或者是LUA_CPATH環(huán)境變量所指向的目錄，以便于Lua解析器可以正確定位到他們。在我當(dāng)前的Windows系統(tǒng)中，我將其copy到"C:\Program Files\Lua\5.1\clibs\"，這里包含了所有Lua可調(diào)用的C庫。見如下C語言代碼和關(guān)鍵性注釋：
1 #include <stdio.h>
2 #include <string.h>
3 #include <lua.hpp>
4 #include <lauxlib.h>
5 #include <lualib.h>
6
7 //待注冊的C函數(shù)，該函數(shù)的聲明形式在上面的例子中已經(jīng)給出。
8 //需要說明的是，該函數(shù)必須以C的形式被導(dǎo)出，因此extern "C"是必須的。
9 //函數(shù)代碼和上例相同，這里不再贅述。
10 extern "C" int add(lua_State* L)
11 { 12 double op1 = luaL_checknumber(L,1);
13 double op2 = luaL_checknumber(L,2);
14 lua_pushnumber(L,op1 + op2);
15 return 1;
16 }
17
18 extern "C" int sub(lua_State* L)
19 {
20 double op1 = luaL_checknumber(L,1);
21 double op2 = luaL_checknumber(L,2);
22 lua_pushnumber(L,op1 - op2);
23 return 1;
24 }
25
26 //luaL_Reg結(jié)構(gòu)體的第一個字段為字符串，在注冊時用于通知Lua該函數(shù)的名字。
27 //第一個字段為C函數(shù)指針。
28 //結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的最后一個元素的兩個字段均為NULL，用于提示Lua注冊函數(shù)已經(jīng)到達(dá)數(shù)組的末尾。
29 static luaL_Reg mylibs[] = {
30 {"add", add},
31 {"sub", sub},
32 {NULL, NULL}
33 };
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35 //該C庫的唯一入口函數(shù)。其函數(shù)簽名等同于上面的注冊函數(shù)。見如下幾點說明：
36 //1. 我們可以將該函數(shù)簡單的理解為模塊的工廠函數(shù)。
37 //2. 其函數(shù)名必須為luaopen_xxx，其中xxx表示library名稱。Lua代碼require "xxx"需要與之對應(yīng)。
38 //3. 在luaL_register的調(diào)用中，其第一個字符串參數(shù)為模塊名"xxx"，第二個參數(shù)為待注冊函數(shù)的數(shù)組。
39 //4. 需要強(qiáng)調(diào)的是，所有需要用到"xxx"的代碼，不論C還是Lua，都必須保持一致，這是Lua的約定，
40 // 否則將無法調(diào)用。
41 extern "C" __declspec(dllexport)
42 int luaopen_mytestlib(lua_State* L)
43 {
44 const char* libName = "mytestlib";
45 luaL_register(L,libName,mylibs);
46 return 1;
47 }
見如下Lua代碼：
1 require "mytestlib" --指定包名稱
2
3 --在調(diào)用時，必須是package.function
4 print(mytestlib.add(1.0,2.0))
5 print(mytestlib.sub(20.1,19))