[转载]《通过例子学习Lua》系列文章

该系列文章转载自http://www.ogdev.net/index.htm
作者：Hack
email：[e-mail]

通过例子学习Lua(1)----HelloWorld

1.前言

偶最近在学习Lua,所以写出心得和大家共享,争取一天写一篇,嘿嘿.
才开始学所以内容很浅,希望大家包涵.

Lua是一种完全免费的脚本语言,可以和C/C++语言紧密结合,
它的官方网站在http://www.lua.org.在网站上可以下载到lua的源码,没有可
执行版本,不过不用担心,因为lua源码可以在任何一种C/C++的编译器上编译.

如果要学习Lua,官方网站上的Reference是必备的,上面有每个命令的用法,非常详细。
参考手册http://www.lua.org/manual/5.0/
作者写的ProgramminginLuahttp://www.lua.org/pil/

2.编译
如果用的VC6,可以下载所需的project文件,地址在
http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=32250&package_id=115604
VSNET2003可以下载这个sln文件http://home.comcast.net/~vertigrated/lua/vs7.zip
偶用的是cygwin和linux,打入以下命令即可,
tar-zxvflua-5.0.2.tar.gz
cdlua-5.0.2
sh./configure
make
这样就OK了。
为了以后使用方便,最好把bin目录加入到path里面。

3."Hello,world!"
现在开始偶们的第一个小程序"Hello,world!"
把以下程序打入文件e01.lua

例1:e01.lua
--HelloWorldinLua
print("HelloWorld.")

Lua有两种执行方式,一种是嵌入到C程序中执行,还有一种是直接从命令行方式下执行。
这里为了调试方便,采用第二种方式,执行命令luae01.lua

输出结果应该是:
HelloWorld.

4.程序说明
第一行--HelloWorldinLua
这句是注释,其中--和C++中的//意思是一样的
第二行print("HelloWorld.")
调用lua内部命令print,输出"HelloWorld."字符串到屏幕,Lua中的字符串全部是由"括起来的。
这个命令是一个函数的调用,print是lua的一个函数,而"HelloWorld."是print的参数。

5.试试看
在Lua中有不少字符串的处理操作,本次的课后试试看的内容就是,找出连接两个字符串的操作,
并且print出来。
//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

通过例子学习Lua(2)---Lua流程控制

1.函数的使用
以下程序演示了如何在Lua中使用函数,及局部变量
例e02.lua
--functions
functionpythagorean(a,b)
localc2=a^2+b^2
returnsqrt(c2)
end
print(pythagorean(3,4))

运行结果
5

程序说明
在Lua中函数的定义格式为:
function函数名(参数)
...
end
与Pascal语言不同,end不需要与begin配对,只需要在函数结束后打个end就可以了.
本例函数的作用是已知直角三角形直角边,求斜边长度.参数a,b分别表示直角边长,
在函数内定义了local形变量用于存储斜边的平方.与C语言相同,定义在函数内的代
码不会被直接执行,只有主程序调用时才会被执行.
local表示定义一个局部变量,如果不加local刚表示c2为一个全局变量,local的作用域
是在最里层的end和其配对的关键字之间,如if...end,while...end等。全局变量的
作用域是整个程序。

2.循环语句
例e03.lua
--Loops
fori=1,5do
print("iisnow"..i)
end

运行结果
iisnow1
iisnow2
iisnow3
iisnow4
iisnow5

程序说明
这里偶们用到了for语句
for变量=参数1,参数2,参数3do
循环体
end
变量将以参数3为步长,由参数1变化到参数2
例如:
fori=1,f(x)doprint(i)end
fori=10,1,-1doprint(i)end

这里print("iisnow"..i)中,偶们用到了..,这是用来连接两个字符串的,
偶在(1)的试试看中提到的,不知道你们答对了没有。
虽然这里i是一个整型量,Lua在处理的时候会自动转成字符串型,不需偶们费心。

3.条件分支语句
例e04.lua
--Loopsandconditionals
fori=1,5do
print(“iisnow“..i)
ifi<2then
print(“small”)
elseifi<4then
print(“medium”)
else
print(“big”)
end
end

运行结果
iisnow1
small
iisnow2
medium
iisnow3
medium
iisnow4
big
iisnow5
big

程序说明
ifelse用法比较简单,类似于C语言,不过此处需要注意的是整个if只需要一个end,
哪怕用了多个elseif,也是一个end.
例如
ifop=="+"then
r=a+b
elseifop=="-"then
r=a-b
elseifop=="*"then
r=a*b
elseifop=="/"then
r=a/b
else
error("invalidoperation")
end


4.试试看
Lua中除了for循环以外,还支持多种循环,请用while...do和repeat...until改写本文中的for程序

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

通过例子学习Lua(3)----Lua数据结构

1.简介
Lua语言只有一种基本数据结构,那就是table,所有其他数据结构如数组啦,
类啦,都可以由table实现.

2.table的下标
例e05.lua
--Arrays
myData={}
myData[0]=“foo”
myData[1]=42

--Hashtables
myData[“bar”]=“baz”

--Iteratethroughthe
--structure
forkey,valueinmyDatado
print(key..“=“..value)
end

输出结果
0=foo
1=42
bar=baz

程序说明
首先定义了一个tablemyData={},然后用数字作为下标赋了两个值给它.这种
定义方法类似于C中的数组,但与数组不同的是,每个数组元素不需要为相同类型,
就像本例中一个为整型,一个为字符串.

程序第二部分,以字符串做为下标,又向table内增加了一个元素.这种table非常
像STL里面的map.table下标可以为Lua所支持的任意基本类型,除了nil值以外.

Lua对Table占用内存的处理是自动的,如下面这段代码
a={}
a["x"]=10
b=a--`b'referstothesametableas`a'
print(b["x"])-->10
b["x"]=20
print(a["x"])-->20
a=nil--nowonly`b'stillreferstothetable
b=nil--nowtherearenoreferenceslefttothetable
b和a都指向相同的table,只占用一块内存,当执行到a=nil时,b仍然指向table,
而当执行到b=nil时,因为没有指向table的变量了,所以Lua会自动释放table所占内存

3.Table的嵌套
Table的使用还可以嵌套,如下例
例e06.lua
--Table‘constructor’
myPolygon={
color=“blue”,
thickness=2,
npoints=4;
{x=0,y=0},
{x=-10,y=0},
{x=-5,y=4},
{x=0,y=4}
}

--Printthecolor
print(myPolygon[“color”])

--Printitagainusingdot
--notation
print(myPolygon.color)

--Thepointsareaccessible
--inmyPolygon[1]tomyPolygon[4]

--Printthesecondpoint’sx
--coordinate
print(myPolygon[2].x)

程序说明
首先建立一个table,与上一例不同的是,在table的constructor里面有{x=0,y=0},
这是什么意思呢?这其实就是一个小table,定义在了大table之内,小table的
table名省略了.
最后一行myPolygon[2].x,就是大table里面小table的访问方式.

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

通过例子学习Lua(4)--函数的调用

1.不定参数
例e07.lua
--Functionscantakea
--variablenumberof
--arguments.
functionfunky_print(...)
fori=1,arg.ndo
print("FuNkY:"..arg[i])
end
end

funky_print("one","two")

运行结果
FuNkY:one
FuNkY:two

程序说明
*如果以...为参数,则表示参数的数量不定.
*参数将会自动存储到一个叫arg的table中.
*arg.n中存放参数的个数.arg[]加下标就可以遍历所有的参数.


2.以table做为参数
例e08.lua
--Functionswithtable
--parameters
functionprint_contents(t)
fork,vintdo
print(k.."="..v)
end
end
print_contents{x=10,y=20}

运行结果
x=10
y=20

程序说明
*print_contents{x=10,y=20}这句参数没加圆括号,因为以单个table为参数的时候,不需要加圆括号
*fork,vintdo这个语句是对table中的所有值遍历,k中存放名称,v中存放值


3.把Lua变成类似XML的数据描述语言
例e09.lua
functioncontact(t)
--addthecontact‘t’,whichis
--storedasatable,toadatabase
end

contact{
name="GameDeveloper",
email="[e-mail]",
url="http://www.ogdev.net",
quote=[[
Thereare
10typesofpeople
whocanunderstandbinary.]]
}

contact{
--someothercontact
}

程序说明
*把function和table结合,可以使Lua成为一种类似XML的数据描述语言
*e09中contact{...},是一种函数的调用方法,不要弄混了
*[[...]]是表示多行字符串的方法
*当使用CAPI时此种方式的优势更明显,其中contact{..}部分可以另外存成一配置文件

4.试试看
想想看哪些地方可以用到例e09中提到的配置方法呢?

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

通过例子学习Lua(5)----Lua与C交互入门

1.简介

Lua与C/C++结合是很紧密的,Lua与C++交互是建立在Lua与C的基础上的,所
以偶先从Lua与C讲起.

正如第一讲所说,运行Lua程序或者说调用Lua主要有两种方式:
*通过命令行执行"Lua"命令
*通过Lua的C库
虽然此前偶们一直用第一种方式,但偶要告诉你,通过Lua的C库执行才是游戏中
常用的方式.

2.Lua的C库

Lua的C库可以做为SharedLibrary调用,但一般开发游戏时会把Lua的所有源程序
都包含在内,并不把Lua编译成共享库的形式.因为Lua程序只有100多K,而且几乎
可以在任何编译器下CleanCompile.带Lua源程序的另一个好处时,可以随时对Lua
本身进行扩充,增加偶们所需的功能.

Lua的C库提供一系列API:
*管理全局变量
*管理tables
*调用函数
*定义新函数,这也可以完全由C实现
*垃圾收集器Garbagecollector,虽然Lua可以自动进行,但往往不是立即执行的,
所以对实时性要求比较高的程序,会自己调用垃圾收集器
*载入并执行Lua程序,这也可以由Lua自身实现
*任何Lua可以实现的功能,都可以通过Lua的CAPI实现,这对于优化程序的运行速度
有帮助.经常调用的共用的Lua程序片断可以转成C程序,以提高效率.连Lua都是C写的
还有什么C不能实现呢?

3.Lua与C集成的例子
例e10.c
/*AsimpleLuainterpreter.*/
#include<stdio.h></stdio.h>
#include<lua.h></lua.h>
intmain(intargc,char*argv[]){
charline[BUFSIZ];
lua_State*L=lua_open(0);
while(fgets(line,sizeof(line),stdin)!=0)
lua_dostring(L,line);
lua_close(L);
return0;
}

编译
Linux/Cygwin
*先编译Lua,并把头文件放入include路径
*gcce10.c-llua-llualib-oe10

VC6/VC2003
*先编译Lua,在Option中设置头文件和库文件路径
*新建工程,在工程配置中加入附加库lua.lib和lualib.lib
*编译成exe

运行结果
本程序的功能是实现一个Lua解释器,输入的每行字符都会被解释成Lua并执行.

程序说明
*#include<lua.h></lua.h>包含lua头文件,然后才可以使用API
*lua_State*L=lua_open(0)打开一个Lua执行器
*fgets(line,sizeof(line),stdin)从标准输入里读入一行
*lua_dostring(L,line)执行此行
*lua_close(L)关闭Lua执行器


例e11.c
/*AnothersimpleLuainterpreter.*/
#include<stdio.h></stdio.h>
#include<lua.h></lua.h>
#include<lualib.h></lualib.h>
intmain(intargc,char*argv[]){
charline[BUFSIZ];
lua_State*L=lua_open(0);
lua_baselibopen(L);
lua_iolibopen(L);
lua_strlibopen(L);
lua_mathlibopen(L);
while(fgets(line,sizeof(line),stdin)!=0)
lua_dostring(L,line);
lua_close(L);
return0;
}

运行结果
本程序的功能是实现一个Lua解释器,输入的每行字符都会被解释成Lua并执行.
与上例不同的是,本例调用了Lua的一些标准库.

程序说明
*#include<lualib.h></lualib.h>包含Lua的标准库
*以下这几行是用来读入Lua的一些库,这样偶们的Lua程序就可以有更多的功能.
lua_baselibopen(L);
lua_iolibopen(L);
lua_strlibopen(L);
lua_mathlibopen(L);

4.试试看
把上面两个小例子在你熟悉的编译器中编译执行,并试试能否与Lua源码树一起编译

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

通过例子学习Lua(6)----C/C++中用Lua函数

参考英文文档http://tonyandpaige.com/tutorials/lua2.html

1.简介
偶们这次主要说说怎么由Lua定义函数,然后在C或者C++中调用.这里偶们
暂不涉及C++的对象问题,只讨论调用函数的参数,返回值和全局变量的使用.

2.
这里偶们在e12.lua里先定义一个简单的add(),x,y为加法的两个参数,
return直接返回相加后的结果.

例e12.lua
--addtwonumbers
functionadd(x,y)
returnx+y
end

在前一次里,偶们说到lua_dofile()可以直接在C中执行lua文件.因为偶们
这个程序里只定义了一个add()函数,所以程序执行后并不直接结果,效果相当
于在C中定义了一个函数一样.

Lua的函数可以有多个参数,也可以有多个返回值,这都是由栈(stack)实现的.
需要调用一个函数时,就把这个函数压入栈,然后顺序压入所有参数,然后用
lua_call()调用这个函数.函数返回后,返回值也是存放在栈中.这个过程和
汇编执行函数调用的过程是一样的.

例e13.cpp是一个调用上面的Lua函数的例子
#include<stdio.h></stdio.h>

extern"C"{//这是个C++程序,所以要extern"C",
//因为lua的头文件都是C格式的
#include"lua.h"
#include"lualib.h"
#include"lauxlib.h"
}

/*theLuainterpreter*/
lua_State*L;

intluaadd(intx,inty)
{
intsum;

/*thefunctionname*/
lua_getglobal(L,"add");

/*thefirstargument*/
lua_pushnumber(L,x);

/*thesecondargument*/
lua_pushnumber(L,y);

/*callthefunctionwith2
arguments,return1result*/
lua_call(L,2,1);

/*gettheresult*/
sum=(int)lua_tonumber(L,-1);
lua_pop(L,1);

returnsum;
}

intmain(intargc,char*argv[])
{
intsum;

/*initializeLua*/
L=lua_open();

/*loadLuabaselibraries*/
lua_baselibopen(L);

/*loadthescript*/
lua_dofile(L,"e12.lua");

/*calltheaddfunction*/
sum=luaadd(10,15);

/*printtheresult*/
printf("Thesumis%d\n",sum);

/*cleanupLua*/
lua_close(L);

return0;
}

程序说明:
main中过程偶们上次已经说过了,所以这次只说说luaadd的过程
*首先用lua_getglobal()把add函数压栈
*然后用lua_pushnumber()依次把x,y压栈
*然后调用lua_call(),并且告诉程序偶们有两个参数一个返回值
*接着偶们从栈顶取回返回值,用lua_tonumber()
*最后偶们用lua_pop()把返回值清掉

运行结果:
Thesumis25

编译方法
Linux下把程序存成e13.cpp
g++e13.cpp-llua-llualib-oe13
./e13

VC下编译方法
*首先建立一个空的Win32ConsoleApplicationProject
*把e13.cpp加入工程中
*点projectsetting,然后设置link选项,再加上lua.liblualib.lib两个额外的库
*最后编译

建立好的project可以在这里下载
VChttp://tonyandpaige.com/tutorials/luaadd.zip
Linuxhttp://tonyandpaige.com/tutorials/luaadd.tar.gz

3.全局变量
上面偶们用到了lua_getglobal()但并没有详细讲,这里偶们再举两个小例子来说下全局变量
lua_getglobal()的作用就是把lua中全局变量的值压入栈
lua_getglobal(L,"z");
z=(int)lua_tonumber(L,1);
lua_pop(L,1);
假设Lua程序中定义了一个全局变量z,这段小程序就是把z的值取出放入C的变量z中.

另外Lua中还有一个对应的函数lua_setglobal(),作用是用栈顶的值填充指定的全局变量
lua_pushnumber(L,10);
lua_setglobal(L,"z");
例如这段小程序就是把lua中的全局变量z设为10,如果lua中未定义z的话,就会自动创建一个
全局变量z并设为10.

4.试试看
自己写个函数用C/C++来调用下试试

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

通过例子学习Lua(7)----Lua中调用C/C++函数

1.前言
上次偶说到从C/C++中调用Lua的函数,然后就有朋友问从Lua中如何调用C/C++的
函数,所以偶们这次就来说说这个问题.首先偶们会在C++中建立一个函数,然后
告知Lua有这个函数,最后再执行它.另外,由于函数不是在Lua中定义的,所以
无法确定函数的正确性,可能在调用过程中会出错,因此偶们还会说说Lua出错处
理的问题.

2.Lua中调用C函数
在lua中是以函数指针的形式调用函数,并且所有的函数指针都必须满足如下此种
类型:
typedefint(*lua_CFunction)(lua_State*L);

也就是说,偶们在C++中定义函数时必须以lua_State为参数,以int为返回值才能
被Lua所调用.但是不要忘记了,偶们的lua_State是支持栈的,所以通过栈可以
传递无穷个参数,大小只受内存大小限制.而返回的int值也只是指返回值的个数
真正的返回值都存储在lua_State的栈中.偶们通常的做法是做一个wrapper,把
所有需要调用的函数都wrap一下,这样就可以调用任意的函数了.

下面这个例子是一个C++的average()函数,它将展示如何用多个参数并返回多个值

例e14.cpp
#include<stdio.h></stdio.h>

extern"C"{
#include"lua.h"
#include"lualib.h"
#include"lauxlib.h"
}

/*theLuainterpreter*/
lua_State*L;

staticintaverage(lua_State*L)
{
/*getnumberofarguments*/
intn=lua_gettop(L);
doublesum=0;
inti;

/*loopthrougheachargument*/
for(i=1;i<=n;i++)
{
/*totalthearguments*/
sum+=lua_tonumber(L,i);
}

/*pushtheaverage*/
lua_pushnumber(L,sum/n);

/*pushthesum*/
lua_pushnumber(L,sum);

/*returnthenumberofresults*/
return2;
}

intmain(intargc,char*argv[])
{
/*initializeLua*/
L=lua_open();

/*loadLuabaselibraries*/
lua_baselibopen(L);

/*registerourfunction*/
lua_register(L,"average",average);

/*runthescript*/
lua_dofile(L,"e15.lua");

/*cleanupLua*/
lua_close(L);

return0;
}

例e15.lua
--callaC++function

avg,sum=average(10,20,30,40,50)

print("Theaverageis",avg)
print("Thesumis",sum)


程序说明:
*lua_gettop()的作用是返回栈顶元素的序号.由于Lua的栈是从1开始编号的,
所以栈顶元素的序号也相当于栈中的元素个数.在这里,栈中元素的个数就
是传入的参数个数.
*for循环计算所有传入参数的总和.这里用到了数值转换lua_tonumber().
*然后偶们用lua_pushnumber()把平均值和总和push到栈中.
*最后,偶们返回2,表示有两个返回值.
*偶们虽然在C++中定义了average()函数,但偶们的Lua程序并不知道,所以需
要在main函数中加入

/*registerourfunction*/
lua_register(L,"average",average);

这两行的作用就是告诉e15.lua有average()这样一个函数.
*这个程序可以存成cpp也可以存成c,如果以.c为扩展名就不需要加extern"C"

编译的方法偶们上次说过了,方法相同.
e15.lua执行的方法只能用上例中的C++中执行,而不能用命令行方式执行.

3.错误处理
在上例中,偶们没有对传入的参数是否为数字进行检测,这样做不好.所以这里偶
们再加上错误处理的片断.

把这段加在for循环之内:
if(!lua_isnumber(L,i)){
lua_pushstring(L,"Incorrectargumentto'average'");
lua_error(L);
}
这段的作用就是检测传入的是否为数字.

加上这段之后,偶们debug的时候就会简单许多.对于结合两种语言的编程,它们之
间传递数据的正确性检测是非常重要的.

这里有别人写好的例子:
VC的http://tonyandpaige.com/tutorials/luaavg.zip
Linux的http://tonyandpaige.com/tutorials/luaavg.tar.gz

至此,Lua与C的结合就基本讲完了,下次偶要开始说说Lua与面向对象.
但是偶自己还没有学完,所以大家可能要多等两天了.Sorry!