在你的游戲中應(yīng)用Lua（1）：在你的游戲代碼中運(yùn)行解釋器
? 通常，你希望在你的游戲開(kāi)始的時(shí)候讀取一些信息，以配置你的游戲，這些信息通常都是放到一個(gè)文本文件中，在你的游戲啟動(dòng)的時(shí)候，你需要打開(kāi)這個(gè)文件，然后解析字符串，找到所需要的信息。
? 是的，或許你認(rèn)為這樣就足夠了，為什么還要使用Lua呢？
? 應(yīng)用于“配置”這個(gè)目的，Lua提供給你更為強(qiáng)大，也更為靈活的表達(dá)方式，在上一種方式中，你無(wú)法根據(jù)某些條件來(lái)配置你的游戲，Lua提供給你靈活的表達(dá)方式，你可以類(lèi)似于這樣來(lái)配置你的游戲：
if player:is_dead() then
do_something()
else
do_else()
end
更為重要的是，在你做了一些修改之后，完全不需要重新編譯你的游戲代碼。
通常，在游戲中你并不需要一個(gè)單獨(dú)的解釋器，你需要在游戲來(lái)運(yùn)行解釋器，下面，讓我們來(lái)看看，如何在你的代碼中運(yùn)行解釋器：
//這是lua所需的三個(gè)頭文件
//當(dāng)然，你需要鏈接到正確的lib
#include "lua.h"
#include "lauxlib.h"
#include "lualib.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
lua_State *L = lua_open();
luaopen_base(L);
luaopen_io(L);
const char *buf = "print('hello, world!')";
lua_dostring(buf);
lua_close(L);
return 0;
}
程序輸出：hello, world!
有時(shí)你需要執(zhí)行一段字符串，有時(shí)你可能需要執(zhí)行一個(gè)文件，當(dāng)你需要執(zhí)行一個(gè)文件時(shí)，你可以這么做：
lua_dofile(L, "test.lua");
看，非常簡(jiǎn)單吧。
在你的游戲中應(yīng)用Lua（1）：Getting Value
在上一篇文章我們能夠在我們的游戲代碼中執(zhí)行Lua解釋器，下面讓我們來(lái)看看如何從腳本中取得我們所需要的信息。
首先，讓我來(lái)簡(jiǎn)單的解釋一下Lua解釋器的工作機(jī)制，Lua解釋器自身維護(hù)一個(gè)運(yùn)行時(shí)棧，通過(guò)這個(gè)運(yùn)行時(shí)棧，Lua解釋器向主機(jī)程序傳遞參數(shù)，所以我們可以這樣來(lái)得到一個(gè)腳本變量的值：
lua_pushstring(L, "var"); //將變量的名字放入棧
lua_gettatbl(L, LUA_GLOBALSINDEX);變量的值現(xiàn)在棧頂
假設(shè)你在腳本中有一個(gè)變量 var = 100
你可以這樣來(lái)得到這個(gè)變量值：
int var = lua_tonumber(L, -1);
怎么樣，是不是很簡(jiǎn)單？
Lua定義了一個(gè)宏讓你簡(jiǎn)單的取得一個(gè)變量的值：
lua_getglobal(L, name)
我們可以這樣來(lái)取得一個(gè)變量的值：
lua_getglobal(L, "var"); //變量的值現(xiàn)在棧頂
int var = lua_tonumber(L, -1);
完整的測(cè)試代碼如下：
#include "lua.h"
#inculde "lauxlib.h"
#include "lualib.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
lua_State *L = lua_open();
luaopen_base(L);
luaopen_io(L);
const char *buf = "var = 100";
lua_dostring(L, buf);
lua_getglobal(L, "var");
int var = lua_tonumber(L, -1);
assert(var == 100);
lua_close(L);
return 0;
}
在你的游戲中應(yīng)用Lua（1）：調(diào)用函數(shù)
假設(shè)你在腳本中定義了一個(gè)函數(shù)：
function main(number)
number = number + 1
return number
end
在你的游戲代碼中，你希望在某個(gè)時(shí)刻調(diào)用這個(gè)函數(shù)取得它的返回值。
在Lua中，函數(shù)等同于變量，所以你可以這樣來(lái)取得這個(gè)函數(shù)：
lua_getglobal(L, "main");//函數(shù)現(xiàn)在棧頂
現(xiàn)在，我們可以調(diào)用這個(gè)函數(shù)，并傳遞給它正確的參數(shù)：
lua_pushnumber(L, 100); //將參數(shù)壓棧
lua_pcall(L, 1, 1, 0); //調(diào)用函數(shù)，有一個(gè)參數(shù)，一個(gè)返回值
//返回值現(xiàn)在棧頂
int result = lua_tonumber(L, -1);
result 就是函數(shù)的返回值
完整的測(cè)試代碼如下：
#include "lua.h"
#include "lauxlib.h"
#include "lualib.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
lua_State *L = lua_open();
luaopen_base(L);
const char *buf = "function main(number) number = number + 1 return number end";
lua_dostring(buf);
lua_getglobal(L, "main");
lua_pushnumber(L, 100);
lua_pcall(L, 1, 1, 0);
int result = lua_tonumber(L, -1);
assert(result == 101);
lua_close(L);
return 0;
}
在你的游戲中應(yīng)用Lua（2）：擴(kuò)展Lua
Lua本身定位在一種輕量級(jí)的，靈活的，可擴(kuò)充的腳本語(yǔ)言，這意味著你可以自由的擴(kuò)充Lua，為你自己的游戲量身定做一個(gè)腳本語(yǔ)言。
你可以在主機(jī)程序中向腳本提供你自定的api，供腳本調(diào)用。
Lua定義了一種類(lèi)型：lua_CFunction，這是一個(gè)函數(shù)指針，它的原型是：
typedef int (*lua_CFunction) (lua_State *L);
這意味著只有這種類(lèi)型的函數(shù)才能向Lua注冊(cè)。
首先，我們定義一個(gè)函數(shù)
int foo(lua_State *L)
{
//首先取出腳本執(zhí)行這個(gè)函數(shù)時(shí)壓入棧的參數(shù)
//假設(shè)這個(gè)函數(shù)提供一個(gè)參數(shù)，有兩個(gè)返回值
//get the first parameter
const char *par = lua_tostring(L, -1);
printf("%s\n", par);
//push the first result
lua_pushnumber(L, 100);
//push the second result
lua_pushnumber(L, 200);
//return 2 result
return 2;
}
我們可以在腳本中這樣調(diào)用這個(gè)函數(shù)
r1, r2 = foo("hello")
print(r1..r2)
完整的測(cè)試代碼如下：
#include "lua.h"
#include "lauxlib.h"
#include "lualib.h"
int foo(lua_State *L)
{
//首先取出腳本執(zhí)行這個(gè)函數(shù)時(shí)壓入棧的參數(shù)
//假設(shè)這個(gè)函數(shù)提供一個(gè)參數(shù)，有兩個(gè)返回值
//get the first parameter
const char *par = lua_tostring(L, -1);
printf("%s\n", par);
//push the first result
lua_pushnumber(L, 100);
//push the second result
lua_pushnumber(L, 200);
//return 2 result
return 2;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
lua_State *L = lua_open();
luaopen_base(L);
luaopen_io(L);
const char *buf = "r1, r2 = foo("hello") print(r1..r2)";
lua_dostring(L, buf);
lua_close(L);
return 0;
}
程序輸出：
hello
100200
在你的游戲中應(yīng)用Lua（3）：using lua in cpp
lua和主機(jī)程序交換參數(shù)是通過(guò)一個(gè)運(yùn)行時(shí)棧來(lái)進(jìn)行的，運(yùn)行時(shí)棧的信息放在一個(gè)lua_State的結(jié)構(gòu)中，lua提供的api都需要一個(gè)lua_State*的指針，除了一個(gè)：
lua_open();
這個(gè)函數(shù)將返回一個(gè)lua_State*型的指針，在你的游戲代碼中，你可以?xún)H僅擁有一個(gè)這樣的指針，也可以有多個(gè)這樣的指針。
最后，你需要釋放這個(gè)指針，通過(guò)函數(shù)：
lua_close(L);
注意這個(gè)事實(shí)，在你的主機(jī)程序中，open()與close()永遠(yuǎn)是成對(duì)出現(xiàn)的，在c++中，如果有一些事情是成對(duì)出現(xiàn)的，這通常意味著你需要一個(gè)構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)析構(gòu)函數(shù)，所以，我們首先對(duì)lua_State做一下封裝：
#ifndef LUA_EXTRALIBS
#define LUA_EXTRALIBS /* empty */
#endif
static const luaL_reg lualibs[] =
{
{"base", luaopen_base},
{"table", luaopen_table},
{"io", luaopen_io},
{"string", luaopen_string},
{"math", luaopen_math},
{"debug", luaopen_debug},
{"loadlib", luaopen_loadlib},
/* add your libraries here */
LUA_EXTRALIBS
{NULL, NULL}
};
這是lua提供給用戶(hù)的一些輔助的lib，在使用lua_State的時(shí)候，你可以選擇打開(kāi)或者關(guān)閉它。
完整的類(lèi)實(shí)現(xiàn)如下：
//lua_State
class state
{
public:
state(bool bOpenStdLib = false)
:
err_fn(0)
{
L = lua_open();
assert(L);
if (bOpenStdLib)
{
open_stdlib();
}
}
~state()
{
lua_setgcthreshold(L, 0);
lua_close(L);
}
void open_stdlib()
{
assert(L);
const luaL_reg *lib = lualibs;
for (; lib->func; lib++)
{
lib->func(L); /* open library */
lua_settop(L, 0); /* discard any results */
}
}
lua_State* get_handle()
{
return L;
}
int error_fn()
{
return err_fn;
}
private:
lua_State *L;
int err_fn;
};
通常我們僅僅在游戲代碼中使用一個(gè)lua_State*的指針，所以我們?yōu)樗鼘?shí)現(xiàn)一個(gè)單件，默認(rèn)打開(kāi)所有l(wèi)ua提供的lib:
//return the global instance
state* lua_state()
{
static state L(true);
return &L;
}
在你的游戲中應(yīng)用Lua（3）：using lua in cpp（封裝棧操作）
前面提到了lua與主機(jī)程序是通過(guò)一個(gè)運(yùn)行時(shí)棧來(lái)交換信息的，所以我們把對(duì)棧的訪(fǎng)問(wèn)做一下簡(jiǎn)單的封裝。
我們利用從c++的函數(shù)重載機(jī)制對(duì)這些操作做封裝，重載提供給我們一種以統(tǒng)一的方式來(lái)處理操作的機(jī)制。
向lua傳遞信息是通過(guò)壓棧的操作來(lái)完成的，所以我們定義一些Push()函數(shù)：
inline void Push(lua_State *L, int value);
inline void Push(lua_State *L, bool value);
...
對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)單的c++內(nèi)建類(lèi)型，我們實(shí)現(xiàn)出相同的Push函數(shù)，至于函數(shù)內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)是非常的簡(jiǎn)單，只要利用lua提供的api來(lái)實(shí)現(xiàn)即可，例如：
inline void Push(lua_State *L, int value)
{
lua_pushnumber(L, value);
}
這種方式帶來(lái)的好處是，在我們的代碼中我們可以以一種統(tǒng)一的方式來(lái)處理壓棧操作，如果有一種類(lèi)型沒(méi)有定義相關(guān)的壓棧操作，將產(chǎn)生一個(gè)編譯期錯(cuò)誤。
后面我會(huì)提到，如何將一個(gè)用戶(hù)自定義類(lèi)型的指針傳遞到lua中，在那種情況下，我們的基本代碼無(wú)須改變，只要添加一個(gè)相應(yīng)的Push()函數(shù)即可。
記住close-open原則吧，它的意思是對(duì)修改是封閉的，對(duì)擴(kuò)充是開(kāi)放的，好的類(lèi)庫(kù)設(shè)計(jì)允許你擴(kuò)充它，而無(wú)須修改它的實(shí)現(xiàn)，甚至無(wú)須重新編譯。
《c++泛型設(shè)計(jì)新思維》一書(shū)提到了一種技術(shù)叫type2type，它的本質(zhì)是很簡(jiǎn)單：
template <typename T>
struct type2type
{
typedef T U;
};
正如你看到的，它并沒(méi)有任何數(shù)據(jù)成員，它的存在只是為了攜帶類(lèi)型信息。
類(lèi)型到類(lèi)型的映射在應(yīng)用于重載函數(shù)時(shí)是非常有用的，應(yīng)用type2type，可以實(shí)現(xiàn)編譯期的分派。
下面看看我們?nèi)绾卧趶臈Ｖ腥〉胠ua信息時(shí)應(yīng)用type2type：
測(cè)試類(lèi)型：由于lua的類(lèi)型系統(tǒng)與c++是不相同的，所以，我們要對(duì)棧中的信息做一下類(lèi)型檢測(cè)。
inline bool Match(type2type<bool>, lua_State *L, int idx)
{
return lua_type(L, idx) == LUA_TBOOLEAN;
}
類(lèi)似的，我們要為cpp的內(nèi)建類(lèi)型提供相應(yīng)的Match函數(shù)：
inline bool Match(type2type<int>, lua_State *L, int idx);
inline bool Match(type2type<const char*>, lua_State *L, int idx);
...
可以看出，type2type的存在只是為了在調(diào)用Match時(shí)決議到正確的函數(shù)上，由于它沒(méi)有任何成員，所以不存在運(yùn)行時(shí)的成本。
同樣，我們?yōu)閏pp內(nèi)建類(lèi)型提供Get()函數(shù)：
inline bool Get(type2type<bool>, lua_State *L, int idx)
{
return lua_toboolean(L, idx);
}
inline int Get(type2type<int>, lua_State *L, int idx)
{
return static_cast<int>(lua_tonumber(L, idx));
}
...
我想你可能注意到了，在int Get(type2type<int>)中有一個(gè)轉(zhuǎn)型的動(dòng)作，由于lua的類(lèi)型系統(tǒng)與cpp的類(lèi)型不同，所以轉(zhuǎn)型動(dòng)作必須的。
除此之外，在Get重載函數(shù)（s）中還有一個(gè)小小的細(xì)節(jié)，每個(gè)Get的函數(shù)的返回值是不相同的，因?yàn)橹剌d機(jī)制是依靠參數(shù)的不同來(lái)識(shí)別的，而不是返回值。
前面說(shuō)的都是一些基礎(chǔ)的封裝，下來(lái)我們將介紹如何向lua注冊(cè)一個(gè)多參數(shù)的c函數(shù)。還記得嗎？利用lua的api只能注冊(cè)int (*ua_CFunction)(lua_State *)型的c函數(shù)，別忘記了，lua是用c寫(xiě)的。
在你的游戲中應(yīng)用Lua（3）：using lua in cpp（注冊(cè)不同類(lèi)型的c函數(shù)）之一
前面說(shuō)到，我們可以利用lua提供的api，向腳本提供我們自己的函數(shù)，在lua中，只有l(wèi)ua_CFunction類(lèi)型的函數(shù)才能直接向lua注冊(cè)，lua_CFunction實(shí)際上是一個(gè)函數(shù)指針：
typedef int (*lua_CFunction)(lua_State *L);
而在實(shí)際的應(yīng)用中，我們可能需要向lua注冊(cè)各種參數(shù)和返回值類(lèi)型的函數(shù)，例如，提供一個(gè)add腳本函數(shù)，返回兩個(gè)值的和：
int add(int x, int y);
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，首先，我們定義個(gè)lua_CFunction類(lèi)型的函數(shù)：
int add_proxy(lua_State *L)
{
//取得參數(shù)
if (!Match(TypeWrapper<int>(), L, -1))
return 0;
if (!Match(TypeWrapper<int>(), L, -2))
return 0;
? int x = Get(TypeWrapper<int>(), L, -1);
? int y = Get(TypeWrapper<int>(), L, -1);
?
? //調(diào)用真正的函數(shù)
? int result = add(x, y);
?
? //返回結(jié)果
? Push(result);
?
? return 1;
}
現(xiàn)在，我們可以向lua注冊(cè)這個(gè)函數(shù)：
lua_pushstring(L, “add”);
lua_pushcclosure(L, add_proxy, 0);
lua_settable(L, LUA_GLOBALINDEX);
在腳本中可以這樣調(diào)用這個(gè)函數(shù)：
print(add(100, 200))
從上面的步驟可以看出，如果需要向lua注冊(cè)一個(gè)非lua_CFunction類(lèi)型的函數(shù)，需要：
1． 為該函數(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)封裝調(diào)用。
2． 在封裝調(diào)用函數(shù)中從lua棧中取得提供的參數(shù)。
3． 使用參數(shù)調(diào)用該函數(shù)。
4． 向lua傳遞其結(jié)果。
注意，我們目前只是針對(duì)全局c函數(shù)，類(lèi)的成員函數(shù)暫時(shí)不涉及，在cpp中，類(lèi)的靜態(tài)成員函數(shù)與c函數(shù)類(lèi)似。
假設(shè)我們有多個(gè)非lua_CFunction類(lèi)型的函數(shù)向lua注冊(cè)，我們需要為每一個(gè)函數(shù)重復(fù)上面的步驟，產(chǎn)生一個(gè)封裝調(diào)用，可以看出，這些步驟大多是機(jī)械的，因此，我們需要一種方式自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)上面的步驟。
首先看步驟1，在cpp中，產(chǎn)生這樣一個(gè)封裝調(diào)用的函數(shù)的最佳的方式是使用template，我們需要提供一個(gè)lua_CFunction類(lèi)型的模板函數(shù)，在這個(gè)函數(shù)中調(diào)用真正的向腳本注冊(cè)的函數(shù)，類(lèi)似于這樣：
template <typename Func>
inline int register_proxy(lua_State *L)
現(xiàn)在的問(wèn)題在于：我們要在這個(gè)函數(shù)中調(diào)用真正的函數(shù)，那么我們必須要在這個(gè)函數(shù)中取得一個(gè)函數(shù)指針，然而，lua_CFunction類(lèi)型的函數(shù)又不允許你在增加別的參數(shù)來(lái)提供這個(gè)函數(shù)指針，現(xiàn)在該怎么讓regisger_proxy函數(shù)知道我們真正要注冊(cè)的函數(shù)呢？
在oop中，似乎可以使用類(lèi)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：
template <Func>
struct register_helper
{
explicit register_helper(Func fn) : m_func(fn)
{}
int register_proxy(lua_State *L);
protected:
Func m_func;
};
可是不要忘記，lua_CFunction類(lèi)型指向的是一個(gè)c函數(shù)，而不是一個(gè)成員函數(shù)，他們的調(diào)用方式是不一樣的，如果將上面的int register_proxy()設(shè)置為靜態(tài)成員函數(shù)也不行，因?yàn)槲覀冃枰L(fǎng)問(wèn)類(lèi)的成員變量m_func;
讓我們?cè)儆^察一下lua_CFunction類(lèi)型的函數(shù)：
int register_proxy(lua_State *L);
我們看到，這里面有一個(gè)lua_State*型的指針，我們能不能將真正的函數(shù)指針?lè)诺竭@里面存儲(chǔ)，到真正調(diào)用的時(shí)候，再?gòu)睦锩嫒〕鰜?lái)呢？
Lua提供了一個(gè)api可以存儲(chǔ)用戶(hù)數(shù)據(jù)：
Lua_newuserdata(L, size)
在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻，我們可以再取出這個(gè)數(shù)據(jù)：
lua_touserdata(L, idx)
ok，現(xiàn)在傳遞函數(shù)指針的問(wèn)題我們已經(jīng)解決了，后面再看第二步：取得參數(shù)。
在你的游戲中應(yīng)用Lua（3）：using lua in cpp（注冊(cè)不同類(lèi)型的c函數(shù)）之二
在解決了傳遞函數(shù)指針的問(wèn)題之后，讓我們來(lái)看看調(diào)用函數(shù)時(shí)會(huì)有一些什么樣的問(wèn)題。
首
先，當(dāng)我們通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用這個(gè)函數(shù)的時(shí)候，由于我們面對(duì)的是未知類(lèi)型的函數(shù)，也就是說(shuō)，我們并不知道參數(shù)的個(gè)數(shù)，參數(shù)的類(lèi)型，還有返回值的類(lèi)型，所以我
們不能直接從lua棧中取得參數(shù)，當(dāng)然，我們可以通過(guò)運(yùn)行時(shí)測(cè)試棧中的信息來(lái)得到lua傳遞進(jìn)來(lái)的參數(shù)的個(gè)數(shù)和類(lèi)型，這意味著我們?cè)谏院笸ㄟ^(guò)函數(shù)指針調(diào)用
函數(shù)時(shí)也需要?jiǎng)討B(tài)的根據(jù)參數(shù)的個(gè)數(shù)和類(lèi)型來(lái)決議到正確的函數(shù)，這樣，除了運(yùn)行時(shí)的成本，cpp提供給我們的強(qiáng)類(lèi)型檢查機(jī)制的好處也剩不了多少了，我們需要
的是一種靜態(tài)的編譯時(shí)的“多態(tài)”。
在cpp中，至少有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)。最直接簡(jiǎn)單的是使用函數(shù)重載，還有一種是利用模板特化機(jī)制。
簡(jiǎn)單的介紹一下模板特化：
在cpp中，可以針對(duì)一個(gè)模板函數(shù)或者模板類(lèi)寫(xiě)出一些特化版本，編譯器在匹配模板參數(shù)時(shí)會(huì)尋找最合適的一個(gè)版本。類(lèi)似于這樣：
templat <typename T>
T foo()
{
T tmp();
return tmp;
}
//提供特化版本
template <>
int foo()
{
return 100;
}
在main()函數(shù)中，我們可以顯示指定使用哪個(gè)版本的foo：
int main(int argc, char **argv)
{
cout << foo<int>() << endl;
return 0;
}
程序?qū)⑤敵?00，而不是0，以上代碼在 g++中編譯通過(guò)，由于vc6對(duì)于模板的支持不是很好，所以有一些模板的技術(shù)在vc6中可能不能編譯通過(guò)。
所以最好使用重載來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，在封裝函數(shù)調(diào)用中，我們首先取得這個(gè)函數(shù)指針，然后，我們要提供一個(gè)Call函數(shù)來(lái)真正調(diào)用這個(gè)函數(shù)，類(lèi)似于這樣：
//偽代碼
int Call(pfn, lua_State *L, int idx)
可是我們并不知道這個(gè)函數(shù)指針的類(lèi)型，現(xiàn)在該怎么寫(xiě)呢？別忘記了，我們的register_proxy()是一個(gè)模板函數(shù)，它有一個(gè)參數(shù)表示了這個(gè)指針的類(lèi)型：
template <typename Func>
int register_proxy(lua_State *L)
{
//偽代碼，通過(guò)L參數(shù)取得這個(gè)指針
unsigned char *buffer = get_pointer(L);
//對(duì)這個(gè)指針做強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)化，調(diào)用Call函數(shù)
return Call(*(Func*)buffer, L, 1);
}
由重載函數(shù)Call調(diào)用真正的函數(shù)，這樣，我們可以使用lua api注冊(cè)相關(guān)的函數(shù)，下來(lái)我們提供一個(gè)注冊(cè)的函數(shù)：
template <typename Func>
void lua_pushdirectclosure(Func fn, lua_State *L, int nUpvalue)
{
//偽代碼，向L存儲(chǔ)函數(shù)指針
save_pointer(L);
//向lua提供我們的register_proxy函數(shù)
lua_pushcclosure(L, register_proxy<Func>, nUpvalue + 1);
}
再定義相關(guān)的注冊(cè)宏：
#define lua_register_directclosure(L, func) \
lua_pushstring(L, #func);
lua_pushdirectclosure(func, L, 1);
lua_settable(L, LUA_GLOBALINDEX)
現(xiàn)在，假設(shè)我們有一個(gè)int add(int x, int y)這樣的函數(shù)，我們可以直接向lua注冊(cè)：
lua_register_directclosure(L, add);
看，最后使用起來(lái)很方便吧，我們?cè)僖膊挥檬謱?xiě)那么多的封裝調(diào)用的代碼啦，不過(guò)問(wèn)題還沒(méi)有完，后面我們還得解決Call函數(shù)的問(wèn)題。
在你的游戲中應(yīng)用Lua（3）：using lua in cpp（注冊(cè)不同類(lèi)型的c函數(shù)）之三
下面，讓我們集中精力來(lái)解決Call重載函數(shù)的問(wèn)題吧。
前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)來(lái)，Call重載函數(shù)接受一個(gè)函數(shù)指針，然后從lua棧中根據(jù)函數(shù)指針的類(lèi)型，取得相關(guān)的參數(shù)，并調(diào)用這個(gè)函數(shù)，然后將返回值壓入lua棧，類(lèi)似于這樣：
//偽代碼
int Call(pfn, lua_State *L, int idx)
現(xiàn)在的問(wèn)題是pfn該如何聲明？我們知道這是一個(gè)函數(shù)指針，然而其參數(shù)，以及返回值都是未知的類(lèi)型，如果我們知道返回值和參數(shù)的類(lèi)型，我們可以用一個(gè)typedef來(lái)聲明它：
typedef void (*pfn)();
int Call(pfn fn, lua_State *L, int idx);
我們知道的返回值以及參數(shù)的類(lèi)型只是一個(gè)模板參數(shù)T，在cpp中，我們不能這樣寫(xiě)：
template <typename T>
typedef T (*Func) ();
一種解決辦法是使用類(lèi)模板：
template <typename T>
struct CallHelper
{
typedef T (*Func) ();
};
然后在Call中引用它：
template <typename T>
int Call(typename CallHelper::Func fn, lua_State *L, int idx)
注意typename關(guān)鍵字，如果沒(méi)有這個(gè)關(guān)鍵字，在g++中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)編譯警告，它的意思是告訴編譯器，CallHelper：：Func是一個(gè)類(lèi)型，而不是變量。
如果我們這樣來(lái)解決，就需要在CallHelper中為每種情況大量定義各種類(lèi)型的函數(shù)指針，還有一種方法，寫(xiě)法比較古怪，考慮一個(gè)函數(shù)中參數(shù)的聲明：
void (int n);
首先是類(lèi)型，然后是變量，而應(yīng)用于函數(shù)指針上：
typedef void (*pfn) ();
void (pfn fn);
事實(shí)上，可以將typedef直接在參數(shù)表中寫(xiě)出來(lái)：
void (void (*pfn)() );
這樣，我們的Call函數(shù)可以直接這樣寫(xiě)：
//針對(duì)沒(méi)有參數(shù)的Call函數(shù)
template <typename RT>
int Call(RT (*Func) () , lua_State *L, int idx);
{
//調(diào)用Func
RT ret = (*Func)();
//將返回值交給lua
Push（L, ret）；
//告訴lua有多少個(gè)返回值
return 1;
}
//針對(duì)有一個(gè)參數(shù)的Call
template <typename T, typename P1>
int Call(RT (*Func)(), lua_State *L, int idx)
{
//從lua中取得參數(shù)
if (!Match(TypeWrapper<P1>(), L, -1)
return 0;
RT ret = (*Func) (Get(TypeWrapper<P1>(), L, -1));
Push(L, ret);
return 1;
}
按照上面的寫(xiě)法，我們可以提供任意參數(shù)個(gè)數(shù)的Call函數(shù)，現(xiàn)在回到最初的時(shí)候，我們的函數(shù)指針要通過(guò)lua_State *L來(lái)存儲(chǔ)，這只要利用lua提供的api就可以了，還記得我們的lua_pushdirectclosure函數(shù)嗎：
template <typename Func>
void lua_pushdirectclosure(Func fn, lua_State *L, int nUpvalue)
{
//偽代碼，向L存儲(chǔ)函數(shù)指針
save_pointer(L);
//向lua提供我們的register_proxy函數(shù)
lua_pushcclosure(L, register_proxy<Func>, nUpvalue + 1);
}
其中，save_pointer(L)可以這樣實(shí)現(xiàn)：
void save_pointer(lua_State *L)
{
unsigned char* buffer = (unsigned char*)lua_newuserdata(L, sizeof(func));
memcpy(buffer, &func, sizeof(func));
}
而在register_proxy函數(shù)中：
template <typename Func>
int register_proxy(lua_State *L)
{
//偽代碼，通過(guò)L參數(shù)取得這個(gè)指針
unsigned char *buffer = get_pointer(L);
//對(duì)這個(gè)指針做強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)化，調(diào)用Call函數(shù)
return Call(*(Func*)buffer, L, 1);
}
get_pointer函數(shù)可以這樣實(shí)現(xiàn)：
unsigned char* get_pointer(lua_State *L)
{
? return (unsigned char*) lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1));
}
這一點(diǎn)能夠有效運(yùn)作主要依賴(lài)于這樣一個(gè)事實(shí)：
我們?cè)趌ua棧中保存這個(gè)指針之后，在沒(méi)有對(duì)棧做任何操作的情況下，又把它從棧中取了出來(lái)，所以不會(huì)弄亂lua棧中的信息，記住，lua棧中的數(shù)據(jù)是由用戶(hù)保證來(lái)清空的。
到現(xiàn)在，我們已經(jīng)可以向lua注冊(cè)任意個(gè)參數(shù)的c函數(shù)了，只需簡(jiǎn)單的一行代碼：
lua_register_directclosure(L, func)就可以啦。
在你的游戲中應(yīng)用Lua（3）：Using Lua in cpp(基本數(shù)據(jù)類(lèi)型、指針和引用)之一
Using Lua in cpp(基本數(shù)據(jù)類(lèi)型、指針和引用)
前面介紹的都是針對(duì)cpp中的內(nèi)建基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，然而，即使是這樣，在面對(duì)指針和引用的時(shí)候，情況也會(huì)變得復(fù)雜起來(lái)。
使用前面我們已經(jīng)完成的宏lua_register_directclosure只能注冊(cè)by value形式的參數(shù)的函數(shù)，當(dāng)參數(shù)中存在指針和引用的時(shí)候（再?gòu)?qiáng)調(diào)一次，目前只針對(duì)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型）：
1、 如果是一個(gè)指針，通常實(shí)現(xiàn)函數(shù)的意圖是以這個(gè)指針傳遞出一個(gè)結(jié)果來(lái)。
2、 如果是一個(gè)引用，同上。
3、 如果是一個(gè)const指針，通常只有面對(duì)char*的時(shí)候才使用const，實(shí)現(xiàn)函數(shù)的意圖是，不會(huì)改變這個(gè)參數(shù)的內(nèi)容。其它情況一般都避免出現(xiàn)使用const指針。
4、 如果是一個(gè)const引用，對(duì)于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)說(shuō)，一般都避免出現(xiàn)這種情況。
Lua和cpp都允許函數(shù)用某種方式返回多個(gè)值，對(duì)于cpp來(lái)說(shuō)，多個(gè)返回值是通過(guò)上述的第1和第2種情況返回的，對(duì)于lua來(lái)說(shuō)，多個(gè)返回值可以直接返回：
--in Lua
function swap(x, y)
tmp = x
x = y
y = tmp
return x, y
end
x = 100
y = 200
x, y = swap(x, y)
print(x..y)
程序輸出：200100
同樣的，在主機(jī)程序中，我們也可以向Lua返回多個(gè)值：
int swap(lua_State *L)
{
//取得兩個(gè)參數(shù)
int x = Get(TypeWrapper<int>(), L, -1);
int y = Get(TypeWrapper<int>(), L, -2);
//交換值
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
//向Lua返回值
Push(L, x);
Push(L, y);
? //告訴Lua我們返回了多少個(gè)值
return 2;
}
現(xiàn)在我們可以在Lua中這樣調(diào)用這個(gè)函數(shù)：
x = 100
y = 200
x, y = swap(x, y)
在我們的register_proxy函數(shù)中只能對(duì)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的by value方式有效，根據(jù)我們上面的分析，如果我們能夠在編譯期知道，對(duì)于一個(gè)模板參數(shù)T：
1、 這是一個(gè)基本的數(shù)據(jù)類(lèi)型，還是一個(gè)用戶(hù)自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型？
2、 這是一個(gè)普通的指針，還是一個(gè)iterator？
3、 這是一個(gè)引用嗎？
4、 這是一個(gè)const 普通指針嗎？
5、 這是一個(gè)const 引用嗎？
如果我們能知道這些，那么，根據(jù)我們上面的分析，我們希望：（只針對(duì)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型）
1、 如果這是一個(gè)指針，我們希望把指針?biāo)傅膬?nèi)容返回給Lua。
2、 如果這是一個(gè)引用，我們希望把引用的指返回給Lua。
3、 如果這是const指針，我們希望將從Lua棧中取得的參數(shù)傳遞
? ? ? ? ? 給調(diào)用函數(shù)。
4、 如果這是一個(gè)const引用，我們也希望把從Lua棧中取得的參
? ? ? ? ? 數(shù)傳遞給調(diào)用函數(shù)。