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转自：http://www.cnblogs.com/ringofthec/archive/2010/10/26/luabindobj.html
虽然有tolua++, luabind等等, 不过自己手动绑定还是有助于更深的了解lua的机制, 以及锻炼自己如何使用lua提供的现有机制来实现自己的需求 [部分内容来自网络, 我这里就是做一些总结和扩展, 感谢分享知识的人:)] 定义目标: 有一个c++类 class Foo { public: Foo(int value) { _value = value; printf(“Foo Constructor!\n”); } ~Foo() { printf(“Foo Destructor!\n”); } int add(int a, int b) { return a + b; } void setV(int value) { _value = value; } int getV() { return _value; } int _value; };
一个lua文件, test.lua, 想用如下方式访问, 问题: 如何实现? ff = Foo(3) v = ff:add(1, 4) // v = 5 ff:foo() ff:setV(6) ff2 = Foo(4) print(ff:getV()) // v = 6 print(ff2:getV()) // v = 4
要求: 1. Foo() 可以创建一个c++对象, 并返回给lua一个对象的引用ref 2. lua中可以使用ref:function(arg, ...)的形式调用c++对象的方法
这里有两个问题, 第一, 不同于c++中的对象创建和对象方法调用, 创建和调用方法的参数都是来自于lua中, 而且方法调用的返回值也是要传回给lua的, 而lua和c++是靠lua_State栈来交换数据的, 所以必须使用一个wrapper类, 将Foo类包裹起来, 解决参数数据源和返回值数据去向的问题 class FooWrapper : public Foo { public: Foo(lua_State* L) : Foo(luaL_checknumber(L, -1)) { } int add(lua_State* L) { int a = luaL_checknumber(L, -1); int b = luaL_checknumber(L, -2); int res = Foo::add(a, b); lua_pushnumber(L, res); return 1; } int setV(lua_State* L) { int v = luaL_checknumber(L, -1); Foo::setV(v); return 0; } int getV(lua_State* L) { lua_pushnumber(L, Foo::getV()); }
这样, FooWrapper就成为lua和c++对象的一个通信界面, 里面本身不实现任何逻辑, 只实现数据通信, 转发调用. 这样就解决了数据流的来源和去向问题.
第二, 调用的发起者问题, 在c++中, 调用对象的方法本质上就是函数调用, 而在lua中调用c++对象的方法, 有几个要注意的地方: 1. 需要在lua中调用的方法 func 必须导出到lua中. 2. lua调用对象方法的时候, 必须能够获取到该对象, 因为必须使用 obj->(*func)(L) 这样的形式调用成员函数. 3. 在lua中, 把func 和 obj 关联起来. 其中, 解决1的方法是lua提供的, 通过压入c 闭包到lua中就可以实现函数的导出, 这个是比较简单的. 对于2, 一般lua中持有c++对象是使用userdata来实现的(userdata 类型用来将任意 C 数据保存在 Lua 变量中. 这个类型相当于一块原生的内存, 除了赋值和相同性判断, Lua 没有为之预定义任何操作. 然而, 通过使用 metatable （元表）, 程序员可以为 userdata 自定义一组操作. userdata 不能在 Lua 中创建出来, 也不能在 Lua 中修改. 这样的操作只能通过 C API, 这一点保证了宿主程序完全掌管其中的数据. metatable 中还可以定义一个函数，让 userdata 作垃圾收集时调用它 --- lua 5.1 参考手册). 好了, 现在函数可以导入到lua中, c++对象也可以导入到lua中, 唯一剩下的就是如何关联, 这个方法有几种, 下面可以用代码来说明
方法1 创建c++对象的时候, 创建一个表tt = {} tt[0] = obj [userdata] tt[1 ...] = func1, func2, ... struct RegType { const char* name; int (FooPort::*mfunc)(lua_State* L); }; class LuaPort { public: static void RegisterClass(lua_State* L) { // 导出一个方法创建c++, 因为创建c++对象是在lua中发起的 lua_pushcfunction(L, &LuaPort::constructor); lua_pushglobal(L, "Foo"); // 创建userdata要用的元表(其名为Foo), 起码要定义__gc方法, 以便回收内存 luaL_newmetatable(L, “Foo”); lua_pushstring(L, “__gc”); lua_pushcfunction(L, &LuaPort::gc_obj); lua_settable(L, -3); } static int constructor(lua_State* L) { // 1. 构造c++对象 FooWrapper* obj = new FooWrapper(L); // 2. 新建一个表 tt = {} lua_newtable(L); // 3. 新建一个userdata用来持有c++对象 FooWrapper** a = (FooWrapper** )lua_newuserdata(L, sizeof(FooWrapper*)); *a = obj; // 4. 设置lua userdata的元表 luaL_getmetatable(L, “Foo”); lua_setmetatable(L, -2); // 5. tt[0] = userdata lua_pushnumber(L, 0); lua_insert(L, -2); lua_settable(L, –3); // 6. 向table中注入c++函数 for (int i = 0; FooWrapper::Functions[i].name; ++i) { lua_pushstring(L, FooWrapper::Functions[i].name); lua_pushnumber(L, i); lua_pushcclosure(L, &LuaPort::porxy, 1); lua_settable(L, -3); } // 7. 把这个表返回给lua return 1; } static int porxy(lua_State* L) { // 取出药调用的函数编号 int i = (int)lua_tonumber(L, lua_upvalueindex(1)); // 取tt[0] 及 obj lua_pushnumber(L, 0); lua_gettable(L, 1); FooWrapper** obj = (FooWrapper**)luaL_checkudata(L, –1, “Foo”); lua_remove(L, -1); // 实际的调用函数 return ((*obj)->*(FooWrapper::Functions[i].mfunc))(L); } static int gc_obj(lua_State* L) { FooWrapper** obj = (FooWrapper**)luaL_checkudata(L, –1, “Foo”); delete (*obj); return 0; } };
这个方法的主要部分是把obj 和 obj的函数组织成lua中的一张表, 思路比较简单, 但是有一个问题就是新建一个obj时, 都要在新建一个表并在里面加导出所有的方法, 感觉这样是冗余的.
方法2 和方法1类似, 但是用过使用元表, 来避免方法1中重复注册方法的问题 这里只列出不一样的地方 static void Register(lua_State* L) { lua_pushcfunction(L, LuaPort::constructor); lua_setglobal(L, “Foo”); luaL_newmetatable(L, “Foo”); lua_pushstring(L, “__gc”); lua_pushcfunction(L, &LuaPort::gc_obj); lua_settable(L, -3); // ----------- 不一样的地方 // 创建一个方法元表 lua_newtable(L); // 指定__index方法 int meta = lua_gettop(L); lua_pushstring(L, “__index”); lua_pushvalue(L, meta); lua_settable(L, –3); // 注册所有方法 for (int i = 0; FooWrapper::Functions[i].name; ++i) { lua_pushstring(L, FooWrapper::Functions[i].name); lua_pushnumber(L, i); lua_pushcclosure(L, &LuaPort::porxy, 1); lua_settable(L, -3); } // 把这个表放入元表以便后用, 起名为methods lua_pushstring(L, “methods”); lua_insert(L, -2); lua_settable(L, -3); } static int constructor(lua_State* L) { // 1. 构造c++对象 FooWrapper* obj = new FooWrapper(L); // 2. 新建一个表 tt = {} lua_newtable(L); // 3. 新建一个userdata用来持有c++对象 FooWrapper** a = (FooWrapper** )lua_newuserdata(L, sizeof(FooWrapper*)); *a = obj; // 4. 设置lua userdata的元表 luaL_getmetatable(L, “Foo”); lua_pushvalue(L, -1); lua_setmetatable(L, -3); // ------------不一样的地方 // 5. tt[0] = userdata lua_insert(L, -2); lua_pushnumber(L, 0); lua_insert(L, -2); lua_settable(L, -4); // 6. 绑定方法元表 lua_pushstring(L, “methods”); lua_gettable(L, -2); lua_setmetatable(L, -3); lua_pop(L, 1); // 返回表 return 1; } 这样的话, 只是在注册类型的时候把函数导入到lua中, 在以后的每次创建对象时, 只要将方法表值为其元表就可以了, 这样就避免了多次导入函数 但是这个方法还是有问题, 其实本身userdata就可有有元表, 用这个元表就可以了. 方法3 直接使用一个表做 userdata 的元表, 方法表等等. static void Register(lua_State* L) { lua_pushcfunction(L, LuaPort::construct); lua_setglobal(L, “Foo”); luaL_newmetatable(L, “Foo”); lua_pushstring(L, “__gc”); lua_pushcfunction(L, &LuaPort::gc_obj); lua_settable(L, -3); // ----- 不一样的 // 把方法也注册进userdata的元表里 for (int i = 0; FooWrapper::Functions[i].name; ++i) { lua_pushstring(L, FooWrapper::Functions[i].name); lua_pushnumber(L, i); lua_pushcclosure(L, &LuaPort::porxy, 1); lua_settable(L, -3); } // 注册__index方法 lua_pushstring(L, “__index”); lua_pushvalue(L, -2); lua_settable(L, -3); } static int constructor(lua_State* L) { FooWrapper* obj = new FooWrapper(L); FooWrapper** a = (FooWrapper**)lua_newuserdata(L, sizeof(FooWrapper*)); *a = obj; luaL_getmetatable(L, “Foo”); lua_setmetatable(L, -2); return 1; } static int porxy(lua_State* L) { int i = (int)lua_tonumber(L, lua_upvalueindex(1)); FooPort** obj = (FooPort**)luaL_checkudata(L, 1, “Foo”); return ((*obj)->*(FooWrapper::FunctionS[i].mfunc))(L); } 这个方法是最简洁的. |
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