在C++中使用Lua

发表于 2020-03-14 更新于 2022-04-04 分类于原C++编程网

Lua是一个嵌入式的脚本语言，它不仅可以单独使用还能与其它语言混合调用。

Lua与其它脚本语言相比，其突出优势在于：

可扩展性。Lua的扩展性非常卓越，以至于很多人把Lua用作搭建领域语言的工具（注：比如游戏脚本）。Lua被设计为易于扩展的，可以通过Lua代码或者 C代码扩展，Lua的很多功能都是通过外部库来扩展的。Lua很容易与C/C++、java、fortran、Smalltalk、Ada，以及其他语言接口。
简单。Lua本身简单，小巧；内容少但功能强大，这使得Lua易于学习，很容易实现一些小的应用。他的完全发布版（代码、手册以及某些平台的二进制文件）仅用一张软盘就可以装得下。
高效率。Lua有很高的执行效率，统计表明Lua是目前平均效率最高的脚本语言。
与平台无关。Lua几乎可以运行在所有我们听说过的系统上，如NextStep、OS/2、PlayStation II (Sony)、Mac OS-9、OS X、BeOS、MS-DOS、IBM mainframes、EPOC、PalmOS、MCF5206eLITE Evaluation Board、RISC OS，及所有的Windows和Unix。Lua不是通过使用条件编译实现平台无关，而是完全使用ANSI (ISO) C，这意味着只要你有ANSI C编译器你就可以编译并使用Lua。要在C++中使用Lua非常简单，不管是GCC,VC还是C++Builder, 最简单的方法就是把Lua源码中除lua.c，luac.c和print.c以外的所有c文件与你的代码一起编译链接（或加入到工程中）即可。

简单运行Lua代码

extern "C" {
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
}
 
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main()
{
    lua_State *L = lua_open();    //初始化lua
    luaL_openlibs(L);    //载入所有lua标准库
 
    string s;
    while(getline(cin,s))    //从cin中读入一行到s
    {
        //载入s里的lua代码后执行
        bool err = luaL_loadbuffer(L, s.c_str(), s.length(),
                    "line") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
        if(err)
        {
            //如果错误，显示
            cerr << lua_tostring(L, -1);
            //弹出错误信息所在的最上层栈
            lua_pop(L, 1);
        }
    }
 
    lua_close(L);//关闭
    return 0;
}

这已经是一个功能完备的交互方式Lua解释器了。

输入print “hello world”
输出hello world
输入for i=1,10 do print(i) end
输出从1到10

因为Lua是用C语言写的，除非编译lua库时指定编译器强制以C++方式编译，否则在C++工程中应该这样包含lua头文件：

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

要调用Lua，首先要使用lua_open(对于5.0以后版本的Lua,建议使用luaL_newstate代替)产生一个lua_State，在使用完后调用lua_close关闭。

所有Lua与C之间交换的数据都是通过Lua中的栈来中转的。
在本例中：

luaL_loadbuffer的功能是载入并编译内存中的一段Lua代码，然后作为一个代码块(称为chunk)压入栈中，其中的最后一个参数作为代码块的名称用于调试。和它功能类似的还有luaL_loadfile（载入文件）,luaL_loadstring（载入字符串，本例中也可用它代替luaL_loadbuffer）。它们有一个相同的前缀：luaL_，为了简化编程，Lua C API将库中的核心函数包装后作为辅助函数提供一些常用功能，它们的形式都是luaL_*，如这里的三个luaL_load*都调用了lua_load。
lua_pcall从栈顶取得函数并执行，如果出错，则返回一个非0值并把错误信息压入栈顶。关于它的更详细信息会在《在C++中调用Lua子函数》中介绍。
如果宿主程序检测到错误，就用lua_tostring从栈顶取得错误信息转成字符串输出，然后弹出这个错误信息。
lua_tostring里的第二个参数指定要操作的数据处于栈的哪个位置，因为所有的数据只能通过栈来交换，所以很多Lua的C API都会要求指定栈的位置。1表示在栈中的第一个元素（也就是第一个被压入栈的），下一个索引是2，以此类推。我们也可以用栈顶作为参照来存取元素，使用负数：-1指出栈顶元素（也就是最后被压入的），-2指出它的前一个元素，以此类推。

与Lua交换数据

extern "C" {
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
}
 
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
    
int main()
{
    //Lua示例代码
    char *szLua_code =
        "r = string.gsub(c_Str, c_Mode, c_Tag) --宿主给的变量 "
        "u = string.upper(r)";
    //Lua的字符串模式
    char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
    //要处理的字符串
    char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
    //目标字符串模式
    char *szTag = "<%1>%2</%1>";
 
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
 
    //把一个数据送给Lua
    lua_pushstring(L, szMode);
    lua_setglobal(L, "c_Mode");
    lua_pushstring(L, szTag);
    lua_setglobal(L, "c_Tag");
    lua_pushstring(L, szStr);
    lua_setglobal(L, "c_Str");
 
    //执行
    bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
                "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        //如果错误，显示
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        //弹出栈顶的这个错误信息
        lua_pop(L, 1);
    }
    else
    {
        //Lua执行后取得全局变量的值
        lua_getglobal(L, "r");
        cout << "r = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
        lua_pop(L, 1);
        
        lua_getglobal(L, "u");
        cout << "u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;    
        lua_pop(L, 1);
    }
    lua_close(L);
    return 0;
}

这段代码把字符串中的key=value字符串全部转换成XML格式<key>value</key>

在这个例子中，C++程序通过调用lua_pushstring把C字符串压入栈顶，lua_setglobal的作用是把栈顶的数据传到Lua环境中作为全局变量。

执行代码完成后，使用lua_getglobal从Lua环境中取得全局变量压入栈顶，然后使用lua_tostring把栈顶的数据转成字符串。由于lua_tostring本身没有出栈功能，所以为了平衡（即调用前与调用后栈里的数据量不变），使用lua_pop弹出由lua_setglobal压入的数据。

从上面的例子可以看出，C++和Lua之间一直围绕着栈在转，可见栈是极为重要的。有必要列出一些Lua C API中的主要栈操作先，它们的作用直接可以从函数名中看出。

//压入元素到栈里
void lua_pushnil (lua_State *L);    
void lua_pushboolean (lua_State *L, int bool);
void lua_pushnumber (lua_State *L, double n);
void lua_pushlstring (lua_State *L, const char *s, size_t length);
void lua_pushstring (lua_State *L, const char *s);
void lua_pushcfunction (lua_State *L, lua_CFunction fn);

//查询栈里的元素
lua_isnil (lua_State *L, int index);
lua_isboolean (lua_State *L, int index);
int lua_isnumber (lua_State *L, int index);
int lua_isstring (lua_State *L, int index);
int lua_isfunction (lua_State *L, int index);
int lua_istable (lua_State *L, int index);
int lua_isuserdata (lua_State *L, int index);
lua_islightuserdata (lua_State *L, int index);
lua_isthread (lua_State *L, int index);

//转换栈里的元素
int lua_toboolean(lua_State * L, int index);
double lua_tonumber(lua_State * L, int index);
const char *lua_tostring(lua_State * L, int index);
const char *lua_tolstring(lua_State * L, int idx, size_t *len);
size_t lua_strlen(lua_State * L, int index);
lua_CFunction lua_tocfunction(lua_State * L, int idx);
void *lua_touserdata(lua_State * L, int idx);
lua_State *lua_tothread(lua_State * L, int idx);

// Lua栈的维护
// 取得栈顶元素的索引，即栈中元素的个数
int  lua_gettop (lua_State *L);
// 设置栈顶索引，即设置栈中元素的个数，如果index<0，则从栈顶往下数，下同
void lua_settop (lua_State *L, int index);
// 把栈中指定索引的元素复制一份到栈顶
void lua_pushvalue (lua_State *L, int index);
// 删除指定索引的元素
void lua_remove (lua_State *L, int index);
// 移动栈顶元素到指定索引的位置，栈中数目没有改变
void lua_insert (lua_State *L, int index);
// 从栈顶弹出元素值并将其设置到指定索引位置，栈中的数目减一
void lua_replace (lua_State *L, int index);
// 确保堆栈上至少有 extra 个空位。如果不能把堆栈扩展到相应的尺寸，函数返回 false 。这个函数永远不会缩小堆栈。
int  lua_checkstack (lua_State *L, int extra);
// 从栈顶弹出n个元素，它是一个lua_settop的包装：#define lua_pop(L,n)  lua_settop(L, -(n)-1)
int  lua_pop(L,n)

表的操作

上面的列表中并没有lua_pushtable和lua_totable，那么怎样取得或设置Lua中的table数据呢？

在Lua中，table是一个很重要的数据类型，在table中不仅可以象C中的数据一样放一组数据，还可以象map一样以key=value的方式存放数据，如Lua代码中的:

1	tb = {"abc",12,true,x=10,y=20,z=30}

前三个数据可以用tb[1]~tb[3]取得
而后三个数据通过tb.x, tb.y, tb.z取得

尽管看起来很牛叉，不过剥开神奇的外衣，实际上Lua的table中，所有的数据都是以key=value的形式存放的，这句Lua代码也可以写成：

1	tb = {[1]="abc", [2]=12, [3] = true, ["x"]=10, ["y"]=20, ["z"]=30}

它的形式就是[key]=value，所谓的tb.x只是tb["x"]的语法糖而已，如果愿意，也可以用tb["x"]取得这个数据10。

我们把上面的例子改成使用表的:

int main()
{
    //Lua示例代码，使用table
    char *szLua_code =
        "x = {} --用于存放结果的table "
        "x[1],x[2] = string.gsub(c.Str, c.Mode, c.Tag) --x[1]里是结果，x[2]里是替换次数 "
        "x.u = string.upper(x[1])";
    //Lua的字符串模式
    char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
    //要处理的字符串
    char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
    //目标字符串模式
    char *szTag = "<%1>%2</%1>";
 
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
 
    //把一个tabele送给Lua
    lua_newtable(L);    //新建一个table并压入栈顶
    lua_pushstring(L, "Mode");// key
    lua_pushstring(L, szMode);// value
    //设置newtable[Mode]=szMode
    //由于上面两次压栈，现在table元素排在栈顶往下数第三的位置
    lua_settable(L, -3);
    //lua_settable会自己弹出上面压入的key和value
 
    lua_pushstring(L, "Tag");// key
    lua_pushstring(L, szTag);// value
    lua_settable(L, -3);    //设置newtable[Tag]=szTag
 
    lua_pushstring(L, "Str");// key
    lua_pushstring(L, szStr);// value
    lua_settable(L, -3);    //设置newtable[Str]=szStr
 
    lua_setglobal(L,"c"); //将栈顶元素（newtable）置为Lua中的全局变量c
 
    //执行
    bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
                "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        //如果错误，显示
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        //弹出栈顶的这个错误信息
        lua_pop(L, 1);
    }
    else
    {
        //Lua执行后取得全局变量的值
        lua_getglobal(L, "x");
 
        //这个x应该是个table
        if(lua_istable(L,-1))
        {
            //取得x.u,即x["u"]
            lua_pushstring(L,"u");    //key
            //由于这次压栈，x处于栈顶第二位置
            lua_gettable(L,-2);
            //lua_gettable会弹出上面压入的key，然后把对应的value压入
            //取得数据，然后从栈中弹出这个value
            cout << "x.u = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
            lua_pop(L, 1);
            
            //取得x[1]和x[2]
            for(int i=1; i<=2; i++)
            {
                //除了key是数字外，与上面的没什么区别
                lua_pushnumber(L,i);
                lua_gettable(L,-2);
                cout << "x[" << i <<"] = " << lua_tostring(L,-1) << endl;
                lua_pop(L, 1);
            }
        }
 
        //弹出栈顶的x
        lua_pop(L, 1);
    }
    lua_close(L);
    return 0;
}

本例中用到的新Lua C API有：

// 新建一个空的table并压入栈顶。
void lua_newtable (lua_State *L);
// lua_settable以table在栈中的索引作为参数，并将栈顶的key和value出栈，用这两个值修改table。
void lua_settable (lua_State *L, int idx);
// lua_gettable以table在栈中的索引作为参数，弹出栈顶的元素作为key，
// 返回与key对应的value并压入栈顶。最后，Lua告别针对table提供了存取函数
void lua_gettable (lua_State *L, int idx);
// 取得table[n]并放到栈顶，上例中68-69行的lua_pushnumber(L,i);
// lua_gettable(L,-2);可以用lua_rawgeti(L,-1)代替。
void lua_rawgeti (lua_State *L, int idx, int n)
// 取得table.k并放到栈顶，上例中56-58行的lua_pushstring(L,"u");lua_gettable(L,-2);
// 可以替换成lua_getfield(L,-1,"u")。
lua_getfield (lua_State *L, int idx, const char *k)
// 把栈顶的数据作为value放入table.k中
// 上例中的形如lua_pushstring(L, "key");lua_pushstring(L, value);lua_settable(L, -3);
// 可以改成lua_pushstring(L, value);lua_setfield(L,-2,"key");的形式。
void lua_setfield (lua_State *L, int idx, const char *k)
// 把栈顶的数据作为value放入table[n]中
void lua_rawseti (lua_State *L, int idx, int n)

在C++中调用Lua子函数

在Lua中，函数和boolean一样也属于基本数据类型，所以同样可以使用lua_getglobal来取得函数，剩下的问题只是怎样执行它（函数元素）的问题了。

int main()
{
    //Lua示例代码，是一个函数
    char *szLua_code =
        "function gsub(Str, Mode, Tag)"
        "    a,b = string.gsub(Str, Mode, Tag) "
        "    c = string.upper(a) "
        "    return a,b,c --多个返回值 "
        "end";
    //Lua的字符串模式
    char *szMode = "(%w+)%s*=%s*(%w+)";
    //要处理的字符串
    char *szStr = "key1 = value1 key2 = value2";
    //目标字符串模式
    char *szTag = "<%1>%2</%1>";
 
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
 
    //执行
    bool err = luaL_loadbuffer(L, szLua_code, strlen(szLua_code),
                "demo") || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        lua_pop(L, 1);
    }
    else
    {
        //Lua执行后取得全局变量的值
        lua_getglobal(L, "gsub");
        if(lua_isfunction(L,-1))    //确认一下是个函数
        {
            //依次放入三个参数
            lua_pushstring(L,szStr);
            lua_pushstring(L,szMode);
            lua_pushstring(L,szTag);
            //调用,我们有3个参数，要得到2个结果
            //你可能注意到gsub函数返回了3个，不过我们只要2个，这没有问题
            //没有使用错误处理回调，所以lua_pcall最后一个参数是0
            if(0 != lua_pcall(L, 3, 2, 0))
            {
                //如果错误，显示
                cerr << lua_tostring(L, -1);
                lua_pop(L, 1);                
            }
            else
            {
                //正确，得到两个结果，注意在栈里的顺序
                cout << "a = " << lua_tostring(L, -2) << endl;
                cout << "b = " << lua_tostring(L, -1) << endl;
                //弹出这两个结果
                lua_pop(L, 2);
            }
        }
        else
        {
            lua_pop(L,1);
        }
    }
    lua_close(L);
    return 0;
}

调用Lua子函数使用的是lua_pcall函数，我们的所有例子中都有这个函数，它的说明如下:

1	lua_pcall (lua_State *L, int nargs, int nresults, int errfunc);

作用：以保护模式调用一个函数。

要调用一个函数请遵循以下协议：

首先，要调用的函数应该被压入堆栈；
接着，把需要传递给这个函数的参数按正序压栈；这是指第一个参数首先压栈。
最后调用lua_pcall；

nargs 是你压入堆栈的参数个数。当函数调用完毕后，所有的参数以及函数本身都会出栈。而函数的返回值这时则被压入堆栈。返回值的个数将被调整为 nresults 个，除非 nresults 被设置成 LUA_MULTRET。在这种情况下，所有的返回值都被压入堆栈中。 Lua 会保证返回值都放入栈空间中。函数返回值将按正序压栈（第一个返回值首先压栈），因此在调用结束后，最后一个返回值将被放在栈顶。

如果有错误发生的话， lua_pcall 会捕获它，然后把单一的值（错误信息）压入堆栈，然后返回错误码。lua_pcall 总是把函数本身和它的参数从栈上移除。

如果 errfunc 是 0 ，返回在栈顶的错误信息就和原始错误信息完全一致。否则，这个函数会被调用而参数就是错误信息。错误处理函数的返回值将被 lua_pcall 作为出错信息返回在堆栈上。

在Lua代码中调用C++函数

能Lua代码中调用C函数对Lua来说至关重要，让Lua能真正站到C这个巨人的肩膀上。
要写一个能让Lua调用的C函数，就要符合lua_CFunction定义：

1	typedef int (lua_CFunction) (lua_State L);

当Lua调用C函数的时候，同样使用栈来交互。C函数从栈中获取她的参数，调用结束后将结果放到栈中，并返回放到栈中的结果个数。
这儿有一个重要的概念：用来交互的栈不是全局栈，每一个函数都有他自己的私有栈。当Lua调用C函数的时候，第一个参数总是在这个私有栈的index=1的位置。

#include <complex> //复数
 
//C函数，做复数计算，输入实部，虚部。输出绝对值和角度
int calcComplex(lua_State *L)
{
    //从栈中读入实部，虚部
    double r = luaL_checknumber(L,1);
    double i = luaL_checknumber(L,2);
    complex<double> c(r,i);
    //存入绝对值
    lua_pushnumber(L,abs(c));
    //存入角度
    lua_pushnumber(L,arg(c)*180.0/3.14159);
    return 2;//两个结果
}
 
int main()
{
    char *szLua_code =
        "v,a = CalcComplex(3,4) "
        "print(v,a)";
 
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
   
    //放入C函数
    lua_pushcfunction(L, calcComplex);
    lua_setglobal(L, "CalcComplex");
   
    //执行
    bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        lua_pop(L, 1);
    }
 
    lua_close(L);
    return 0;
}

结果返回5 53.13...，和其它数据一样，给Lua代码提供C函数也是通过栈来操作的，因为lua_pushcfunction和lua_setglobal的组合很常用，所以Lua提供了一个宏:

1	#define lua_register(L,n,f) (lua_pushcfunction(L, (f)), lua_setglobal(L, (n)))

所以例子里也可写成lua_register(L,"CalcComplex",calcComplex);

闭包(closure)

在编写用于Lua的C函数时，我们可能需要一些类似于面向对象的能力，比如我们想在Lua中使用象这样的一个计数器类:

struct CCounter{
    CCounter()
        :m_(0){}
    int count(){
        return ++i;
    }
private:
    int m_;
};

这里如果我们仅仅使用lua_pushcfunction提供一个count函数已经不能满足要求(使用static? 不行，这样就不能同时使用多个计数器，并且如果程序中有多个Lua环境的话它也不能工作)。
这时我们就需要一种机制让数据与某个函数关联，形成一个整体，这就是Lua中的闭包，而闭包里与函数关联的数据称为UpValue。
使用Lua闭包的方法是定义一个工厂函数，由它来指定UpValue的初值和对应的函数，如：

//计算函数
int count(lua_State *L)
{
    //得到UpValue
    double m_ = lua_tonumber(L, lua_upvalueindex(1));
    //更改UpValue
    lua_pushnumber(L, ++m_);
    lua_replace(L, lua_upvalueindex(1));
    //返回结果（直接复制一份UpValue作为结果）
    lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(1));
    return 1; 
}
//工厂函数，把一个数字和count函数关联打包后返回闭包。
int newCount(lua_State *L)
{
    //计数器初值（即UpValue）
    lua_pushnumber(L,0);
    //放入计算函数，告诉它与这个函数相关联的数据个数
    lua_pushcclosure(L, count, 1);
    return 1;//一个结果,即函数体
}
 
int main()
{
    char *szLua_code =
        "c1 = NewCount() "
        "c2 = NewCount() "
        "for i=1,5 do print(c1()) end "
        "for i=1,5 do print(c2()) end";
 
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
   
    //放入C函数
    lua_register(L,"NewCount",newCount);
   
    //执行
    bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        lua_pop(L, 1);
    }
 
    lua_close(L);
    return 0;
}

执行结果是：

可以发现这两个计算器之间没有干扰，我们成功地在Lua中生成了两个“计数器类”。

这里的关键函数是lua_pushcclosure，她的第二个参数是一个基本函数（例子中是count），第三个参数是UpValue的个数（例子中为 1）。在创建新的闭包之前，我们必须将关联数据的初始值入栈，在上面的例子中，我们将数字0作为初始值入栈。如预期的一样， lua_pushcclosure将新的闭包放到栈内，因此闭包作为newCounter的结果被返回。
实际上，我们之前使用的lua_pushcfunction只是lua_pushcclosure的一个特例：没有UpValue的闭包。查看它的声明可以知道它只是一个宏而已：

1	#define lua_pushcfunction(L,f) lua_pushcclosure(L, (f), 0)

在count函数中，通过lua_upvalueindex(i)得到当前闭包的UpValue所在的索引位置，查看它的定义可以发现它只是一个简单的宏：

    #define lua_upvalueindex(i)    (LUA_GLOBALSINDEX-(i))
```    
宏里的`LUA_GLOBALSINDEX`是一个伪索引，于是这里又引入了一个新的概念－伪索引

### 伪索引

伪索引除了它对应的值不在栈中之外，其他都类似于栈中的索引。Lua C API中大部分接受索引作为参数的函数，也都可以接受伪索引作为参数。伪索引被用来访问线程的环境，函数的环境，Lua注册表，还有C函数的UpValue。

- 线程的环境（也就是放全局变量的地方）通常在伪索引 `LUA_GLOBALSINDEX` 处。
- 正在运行的 C 函数的环境则放在伪索引 `LUA_ENVIRONINDEX` 之处。
- `LUA_REGISTRYINDEX`则存放着Lua注册表。
- C函数UpValue的存放位置见上节。

这里要重点讲的是`LUA_GLOBALSINDEX`和`LUA_REGISTRYINDEX`，这两个伪索引处的数据是`table`类型的。
`LUA_GLOBALSINDEX`位置上的`table`存放着所有的全局变量，比如这句
```cpp
lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, varname);

就是取得名为varname的全局变量，我们之前一直使用的lua_getglobal就是这样定义的:

1	#define lua_getglobal(L,s) lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, (s))

下面的代码利用LUA_GLOBALSINDEX得到所有的全局变量

int main()
{
    char *szLua_code =
        "a=10 "
        "b=\"hello\" "
        "c=true";
 
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
   
    //执行
    bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        lua_pop(L, 1);
    }
    else
    {
        //遍历LUA_GLOBALSINDEX所在的table得到
        lua_pushnil(L);
        while(0 != lua_next(L,LUA_GLOBALSINDEX))
        {
            // 'key' （在索引 -2 处） 和 'value' （在索引 -1 处）
            /*
            在遍历一张表的时候，不要直接对 key 调用 lua_tolstring ，
            除非你知道这个 key 一定是一个字符串。
            调用 lua_tolstring 有可能改变给定索引位置的值；
            这会对下一次调用 lua_next 造成影响。
            所以复制一个key到栈顶先
            */
            lua_pushvalue(L, -2);
            printf("%s - %s ",
                  lua_tostring(L, -1),    //key,刚才复制的
                  lua_typename(L, lua_type(L,-2))); //value，现在排在-2的位置了
            // 移除 'value' 和复制的key；保留源 'key' 做下一次叠代
            lua_pop(L, 2);
        }
    }
    lua_close(L);
    return 0;
}

LUA_REGISTRYINDEX伪索引处也存放着一个table，它就是Lua注册表(registry)。这个注册表可以用来保存任何C代码想保存的Lua值。
加入到注册表里的数据相当于全局变量，不过只有C代码可以存取而Lua代码不能。因此用它来存储函数库（在下一节介绍）中的一些公共变量再好不过了。

编写Lua函数库

一个Lua库实际上是一个定义了一系列Lua函数的代码块，并将这些函数保存在适当的地方，通常作为table的域来保存。Lua的C库就是这样实现的。

作为一个完整的库，我们还需要写一个函数来负责把库中的所有公共函数放到table里，然后注册到Lua全局变量里，就像luaopen_*做的一样。 Lua为这种需求提供了辅助函数luaL_register，它接受一个C函数的列表和他们对应的函数名，并且作为一个库在一个table中注册所有这些函数。
下例中注册了一个名为Files的库，定义了三个库函数：FindFirst,FindNext,FindClose。

extern "C" {
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
}
 
#include <iostream>
#include <string>
#include <windows.h>
using namespace std;
 
//函数库示例，Windows下查找文件功能
//输入:string路径名
//输出:userdata存放Handle(如果没找到，则是nil), string文件名
int findfirst( lua_State *L )
{
    WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
    HANDLE hFind = ::FindFirstFileA(luaL_checkstring(L,1), &FindFileData);
   
    if(INVALID_HANDLE_VALUE == hFind)
        lua_pushnil(L);
    else
        lua_pushlightuserdata(L, hFind);
 
    lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
   
    return 2;
}
 
//输入:userdata:findfirst返回的Handle
//输出:string：文件名，如果没找到，则返回nil
int findnext( lua_State *L )
{
    WIN32_FIND_DATAA FindFileData;
    if(::FindNextFileA(lua_touserdata(L,1),&FindFileData))
        lua_pushstring(L, FindFileData.cFileName);
    else
        lua_pushnil(L);
    return 1;
}
 
//输入:userdata:findfirst返回的Handle
//没有输出
int findclose( lua_State *L )
{
    ::FindClose(lua_touserdata(L,1));
    return 0;
}
 
//注册函数库
static const struct luaL_reg lrFiles [] = {
    {"FindFirst", findfirst},
    {"FindNext", findnext},
    {"FindClose", findclose},
    {NULL, NULL}    /* sentinel */
};
int luaopen_Files (lua_State *L) {
    luaL_register(L, "Files", lrFiles);
    return 1;
}
 
int main()
{
    char* szLua_code=
        "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
        "if hFind then "
        "    repeat "
        "        print(sFile) "
        "        sFile = Files.FindNext(hFind) "
        "    until sFile==nil; "
        "    Files.FindClose(hFind) "
        "end";
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
    luaopen_Files(L);
 
    bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        lua_pop(L, 1);
    }
    lua_close(L);
    return 0;
}

本例运行结果是显示出C盘根目录下所有的文件名。
Lua官方建议把函数库写进动态链接库中(windows下.dll文件，linux下.so文件)，这样就可以在Lua代码中使用loadlib函数动态载入函数库
例如，我们把上面的例子改成动态链接库版本：
DLL代码,假定生成的文件名为fileslib.dll：

//导出，注意原型为typedef int (*lua_CFunction) (lua_State *L);
extern "C"    __declspec(dllexport) int luaopen_Files (lua_State *L) {
    luaL_register(L, "Files", lrFiles);
    return 1;
}

Lua调用代码（或者直接使用Lua.exe调用，dll文件必须处于package.cpath指定的目录中，默认与执行文件在同一目录即可）：

extern "C" {
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
}
 
#include <iostream>
#include <string>
#include <windows.h>
using namespace std;
 
int main()
{
    char* szLua_code=
        "fileslib = package.loadlib('fileslib.dll', 'luaopen_Files') "
        "fileslib() "
        "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
        "if hFind then "
        "    repeat "
        "        print(sFile) "
        "        sFile = Files.FindNext(hFind) "
        "    until sFile==nil; "
        "    Files.FindClose(hFind) "
        "end";
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
 
    bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        cerr << lua_tostring(L, -1);
        lua_pop(L, 1);
    }
    lua_close(L);
    return 0;
}

Lua代码里使用package.loadlib得到动态链接库中的luaopen_Files函数，然后调用它注册到Lua中，如果动态链接库中的导出函数名称满足luaopen_<库名>的话，还可以使用require直接载入。
比如，如果把本例中的DLL代码里的导出函数名luaopen_Files改成luaopen_fileslib的话,Lua代码便可以改成:

char* szLua_code=
        "require('fileslib') "
        "hFind,sFile = Files.FindFirst('c:\\\\*.*'); "
        // ...

与Lua交换自定义数据

由于Lua中的数据类型远不能满足C语言的需要，为此Lua提供了userdata，一个userdata提供了一个在Lua中没有预定义操作的raw内存区域。
在前面的函数库代码中我们已经使用过lightuserdata，它是userdata的一个特例：一个表示C指针的值（也就是一个void *类型的值）。
下面的例子我们使用userdata来给Lua提供一个窗体类用于建立，显示窗体。为了简化窗体控制代码，在C函数中我们使用了C++Builder的 VCL库，所以下面的代码要在C++Builder下编译才能通过。当然，稍微修改一下也可以使用MFC,QT,wxWidget等来代替。

//---------------------------------------------------------------------------
#include <vcl.h>
extern "C" {
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
}
 
#include <iostream>
#pragma hdrstop
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma argsused
 
typedef TWinControl* PWinControl;
//创建窗体，输入父窗体（或nil），类型，标题
//输出创建后的窗体
int newCtrl(lua_State *L)
{
    //input:TWinControl *Parent, type(TForm,TButton,TEdit), text(optional)
    TWinControl *Parent = NULL;
    //从userdata中取得TWinControl*
    if(lua_isuserdata(L,1))
        Parent = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
    String Type = UpperCase(luaL_checkstring(L, 2));
    String Text = lua_tostring(L, 3);
 
    TWinControl *R = NULL;
 
    if(Type == "FORM")
    {
        R = new TForm(Application);
    }
    else if(Type == "BUTTON")
    {
        R = new TButton(Application);
    }
    else if(Type == "EDIT")
    {
        R = new TEdit(Application);
    }
    else
    {
        luaL_error(L, "unknow type!");
    }
 
    if(Parent)
        R->Parent = Parent;
 
    if(!Text.IsEmpty())
        ::SetWindowText(R->Handle, Text.c_str());
 
    //新建userdata，大小为sizeof(PWinControl)，用于存放上面生成的窗体指针
    PWinControl* pCtrl = (PWinControl*)lua_newuserdata(L,sizeof(PWinControl));
    *pCtrl = R;
    return 1;
}
 
//显示窗体
int showCtrl(lua_State *L)
{
    //input: TWinControl*, for TForm, use ShowModal
    TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
    TForm *fm = dynamic_cast<TForm*>(Ctrl);
    if(fm)
        fm->ShowModal();
    else
        Ctrl->Show();
    return 0;
}
 
//定位窗体，输入窗体，左，上，右，下
int posCtrl(lua_State *L)
{
    //input: TWinControl*, Left, Top, Right, Bottom
    TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
    Ctrl->BoundsRect = TRect(
        luaL_checkint(L, 2),
        luaL_checkint(L, 3),
        luaL_checkint(L, 4),
        luaL_checkint(L, 5));
 
    return 0;
}
 
//删除窗体
int delCtrl(lua_State *L)
{
    //input: TWinControl*
    TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)lua_touserdata(L,1);
    delete Ctrl;
    return 0;
}
 
//把这些函数作为VCL函数库提供给Lua
static const struct luaL_reg lib_VCL [] = {
    {"new", newCtrl},
    {"del", delCtrl},
    {"pos", posCtrl},
    {"show", showCtrl},
    {NULL, NULL}
};
 
int luaopen_VCL (lua_State *L) {
    luaL_register(L, "VCL", lib_VCL);
    return 1;
}
 
int main(int argc, char* argv[])
{
    char* szLua_code=
        "fm = VCL.new(nil,'Form','Lua Demo'); "    //新建主窗体fm
        "VCL.pos(fm, 200, 200, 500, 300); "        //定位
        "edt = VCL.new(fm, 'Edit', 'Hello World'); "  //在fm上建立一个编辑框edt
        "VCL.pos(edt, 5, 5, 280, 28); "
        "btn = VCL.new(fm, 'Button', 'Haha'); "    //在fm上建立一个按钮btn
        "VCL.pos(btn, 100, 40, 150, 63); "
        "VCL.show(edt); "
        "VCL.show(btn); "
        "VCL.show(fm); "                       //显示
        "VCL.del(fm);";                         //删除
 
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
    luaopen_VCL(L);
 
    bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        std::cerr << lua_tostring(L, -1);
        lua_pop(L, 1);
    }   
 
    lua_close(L);
    return 0;
}

使用metatable提供面向对象调用方式

上面的VCL代码库为Lua提供了GUI的支持，但是看那些Lua代码，还处于面向过程时期。如何能把VCL.show(edt)之类的代码改成edt: show()这样的形式呢? 还是先看代码：

#include <vcl.h>
extern "C" {
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
}
 
#include <iostream>
#pragma hdrstop
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma argsused
 
typedef TWinControl* PWinControl;
//创建窗体，输入父窗体（或nil），类型，标题
//输出创建后的窗体
int newCtrl(lua_State *L)
{
    //input:TWinControl *Parent, type(TForm,TButton,TEdit), text(optional)
    TWinControl *Parent = NULL;
 
    if(lua_isuserdata(L,1))
        Parent = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
    String Type = UpperCase(luaL_checkstring(L, 2));
    String Text = lua_tostring(L, 3);
 
    TWinControl *R = NULL;
 
    if(Type == "FORM")
        R = new TForm(Application);
    else if(Type == "BUTTON")
        R = new TButton(Application);
    else if(Type == "EDIT")
        R = new TEdit(Application);
    else
        luaL_error(L, "unknow type!");
 
    if(Parent)
        R->Parent = Parent;
 
    if(!Text.IsEmpty())
        ::SetWindowText(R->Handle, Text.c_str());
 
    //output TWinControl*
    PWinControl* pCtrl = (PWinControl*)lua_newuserdata(L,sizeof(PWinControl));
    *pCtrl = R;
    //关联metatable
    luaL_getmetatable(L, "My_VCL");
    lua_setmetatable(L, -2);
    return 1;
}
 
//显示窗体
int showCtrl(lua_State *L)
{
    //input: TWinControl*, for TForm, use ShowModal
    TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
    TForm *fm = dynamic_cast<TForm*>(Ctrl);
    if(fm)
        fm->ShowModal();
    else
        Ctrl->Show();
    return 0;
}
 
//定位窗体，输入窗体，左，上，右，下
int posCtrl(lua_State *L)
{
    //input: TWinControl*, Left, Top, Right, Bottom
    TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
    Ctrl->BoundsRect = TRect(
        luaL_checkint(L, 2),
        luaL_checkint(L, 3),
        luaL_checkint(L, 4),
        luaL_checkint(L, 5));
 
    return 0;
}
 
//删除窗体
int delCtrl(lua_State *L)
{
    //input: TWinControl*
    TWinControl* Ctrl = *(PWinControl*)luaL_checkudata(L,1,"My_VCL");
    delete Ctrl;
    return 0;
}
 
//把这些函数作为VCL函数库提供给Lua
static const struct luaL_reg lib_VCL [] = {
    {"new", newCtrl},
    {"del", delCtrl},
    {"pos", posCtrl},
    {"show", showCtrl},
    {NULL, NULL}
};
 
int luaopen_VCL (lua_State *L) {
    //建立metatable
    luaL_newmetatable(L, "My_VCL");
 
    //查找索引，把它指向metatable自身（因为稍后我们会在metatable里加入一些成员）
    lua_pushvalue(L, -1);
    lua_setfield(L,-2,"__index");
 
    //pos方法
    lua_pushcfunction(L, posCtrl);
    lua_setfield(L,-2,"pos");
 
    //show方法
    lua_pushcfunction(L, showCtrl);
    lua_setfield(L,-2,"show");
 
    //析构，如果表里有__gc,Lua的垃圾回收机制会调用它。
    lua_pushcfunction(L, delCtrl);
    lua_setfield(L,-2,"__gc");
 
    luaL_register(L, "VCL", lib_VCL);
    return 1;
}
 
int main(int argc, char* argv[])
{
    char* szLua_code=
        "local fm = VCL.new(nil,'Form','Lua Demo'); "    //新建主窗体fm
        "fm:pos(200, 200, 500, 300); "        //定位
        "local edt = VCL.new(fm, 'Edit', 'Hello World'); "  //在fm上建立一个编辑框edt
        "edt:pos(5, 5, 280, 28); "
        "local btn = VCL.new(fm, 'Button', 'Haha'); "    //在fm上建立一个按钮btn
        "btn:pos(100, 40, 150, 63); "
        "edt:show(); "
        "btn:show(); "
        "fm:show(); ";                       //显示
        //"VCL.del(fm);";   //不再需要删除了，Lua的垃圾回收在回收userdata地会调用metatable.__gc。
 
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
    luaopen_VCL(L);
 
    bool err = luaL_loadstring(L, szLua_code) || lua_pcall(L, 0, 0, 0);
    if(err)
    {
        std::cerr << lua_tostring(L, -1);
        lua_pop(L, 1);
    }   
 
    lua_close(L);
    return 0;
}

我们这儿用到的辅助函数有：

// 创建一个新表（用于metatable），将新表放到栈顶并在注册表中建立一个类型名与之联系。
int   luaL_newmetatable (lua_State *L, const char *tname);
// 获取注册表中tname对应的metatable。
void  luaL_getmetatable (lua_State *L, const char *tname);
// 把一个table弹出堆栈，并将其设为给定索引处的值的 metatable。
int   lua_setmetatable  (lua_State *L, int objindex);
// 检查在栈中指定位置的对象是否为带有给定名字的metatable的userdata。
void *luaL_checkudata (lua_State *L, int index, const char *tname);

我们只改动了luaopen_VCL和newCtrl函数。
在luaopen_VCL里，我们建立了一个metatable,然后让它的__index成员指向自身，并加入了pos,show函数成员和__gc函数成员。
在newCtrl里，我们把luaopen_VCL里建立的metatable和新建的userdata关联，于是:

对userdata的索引操作就会转向metatable.__index
因为metatable.__index是metatable自身，所以就在这个metatable里查找
这样，对userdata的pos、show索引转到metatable里的pos和show上，它们指向的是我们的C函数posCtrl和 posShow。
最后，当Lua回收这些userdata前，会调用metatable.__gc（如果有的话），我们已经把metatable.__gc指向了C函数 delCtrl。

加入metatable后，我们还得到了额外的好处：可以区分不同的userdata以保证类型安全，我们把所有的lua_touserdata改成了luaL_checkudata。
关于metatable的知识已超出本文讨论范围，请参考Lua官方手册。

使用C++包装类

尽管用Lua的C API已经可以方便地写出与Lua交互的程序了，不过对于用惯C++的人来说还是更愿意用C++的方式来解决问题。于是开源社区就出现了不少Lua C API的C++的wrap，比如：LuaBind、LuaPlus、toLua
这里介绍的是LuaBind库，它在Windows下貌似只能支持MSVC和ICC，好在Lua可以支持动态库的载入，所以用VC+LuaBind写Lua库，再用C++Builder调用也是个好主意。
在VC使用LuaBind的方法是把LuaBind的src目录下的cpp文件加入工程（当然也可以先编译成静态库），加入Lua库，设置LuaBind,Lua和Boost的头文件路径。

头文件:

//Lua头文件
extern "C"
{
#include <lua.h>
#include <lualib.h>
#include <lauxlib.h>
}
//LuaBind头文件
#include <luabind/luabind.hpp>

在C++中调用Lua函数

调用Lua函数那是最简单不过的事情了，用LuaBind的call_function()模板函数就可以了

int main(
  // 建立新的Lua环境
  lua_State *myLuaState = luaL_newstate();
 
  // 让LuaBind“认识”这个Lua环境
  luabind::open(myLuaState);
 
  // 定义一个叫add的Lua函数
  luaL_dostring(
    myLuaState,
    "function add(first, second) "
    "  return first + second "
    "end "
  );
   
  //调用add函数
  cout << "Result: "
       << luabind::call_function<int>(myLuaState, "add", 2, 3)
       << endl;
 
  lua_close(myLuaState);
}

在本例中我们先使用Lua C API产生一个Lua线程环境，然后调用luabind::open()让LuaBind关联这个线程环境，在使用LuaBind之前这步是必须做的，它要在Lua环境中注册一些LuaBind专用的数据。
在执行完Lua代码之后，我们使用luabind::call_function<int>调用了Lua里的add函数，返回值是int

在Lua代码中调用C++函数

从前面的文章里我们知道在Lua调用C函数需要经常操作栈，而LuaBind帮我们做了这些工作，下面的例子把print_hello函数送给Lua脚本调用：

void print_hello(int number) {
  cout << "hello world " << number << endl;
}
 
int main(
  // 建立新的Lua环境
  lua_State *myLuaState = lua_open();
 
  // 让LuaBind“认识”这个Lua环境
  luabind::open(myLuaState);
 
  // 添加print_hello函数到Lua环境中
  luabind::module(myLuaState) [
    luabind::def("print_hello", print_hello)
  ];
 
  // 现在Lua中可以调用print_hello了
  luaL_dostring(
    myLuaState,
    "print_hello(123) "
  );
 
  lua_close(myLuaState);
}

向Lua环境加入函数或其它东东的方法是：

1
2
3

luabind::module(lua_State* L, char const* name = 0) [
  //...
];

其中module函数中的第二个指定要加入的东东所处的名空间（其实就是table），如果为0，则处于全局域之下。
在中括号里的luabind::def把print_hello函数提供给Lua环境，第一个参数是Lua中使用的函数名。
如果要定义多个函数，可以使用逗号分隔。

在Lua代码中使用C++类

如果我们直接使用Lua C API向Lua脚本注册一个C++类，一般是使用userdata+metatable的方法，就象我们在例五中做的一样。这样做尽管难度不大，却非常繁琐而且不方便维护。
使用LuaBind我们就可以更方便地向Lua脚本注册C++类了，例：

class NumberPrinter {
  public:
    NumberPrinter(int number) :
      m_number(number) {}
 
    void print() {
      cout << m_number << endl;
    }
 
  private:
    int m_number;
};
 
int main() {
  lua_State *myLuaState = lua_open();
  luabind::open(myLuaState);
 
  // 使用LuaBind导出NumberPrinter类
  luabind::module(myLuaState) [
    luabind::class_<NumberPrinter>("NumberPrinter")
      .def(luabind::constructor<int>())
      .def("print", &NumberPrinter::print)
  ];
 
  // 现在Lua中可以使用NumberPinter类了
  luaL_dostring(
    myLuaState,
    "Print2000 = NumberPrinter(2000) "
    "Print2000:print() "
  );
 
  lua_close(myLuaState);
}

为了注册一个类,LuaBind提供了class_类。它有一个重载过的成员函数 def() 。这个函数被用来注册类的成员函数、操作符、构造器、枚举和属性。
它将返回this指针，这样我们就可以方便地直接注册更多的成员。

属性

LuaBind 也可以导出类成员变量：

template<typename T>
struct Point {
  Point(T X, T Y) :
    X(X), Y(Y) {}
 
  T X, Y;
};
 
template<typename T>
struct Box {
  Box(Point<T> UpperLeft, Point<T> LowerRight) :
    UpperLeft(UpperLeft), LowerRight(LowerRight) {}
 
  Point<T> UpperLeft, LowerRight;
};
 
int main() {
  lua_State *myLuaState = lua_open();
  luabind::open(myLuaState);
 
  // 使用LuaBind导出Point<float>类和Box<float>类
  luabind::module(myLuaState) [
    luabind::class_<Point<float> >("Point")
      .def(luabind::constructor<float, float>())
      .def_readwrite("X", &Point<float>::X)
      .def_readwrite("Y", &Point<float>::Y),
 
    luabind::class_<Box<float> >("Box")
      .def(luabind::constructor<Point<float>, Point<float> >())
      .def_readwrite("UpperLeft", &Box<float>::UpperLeft)
      .def_readwrite("LowerRight", &Box<float>::LowerRight)
  ];
 
  // 现在Lua中可以使用为些类了
  luaL_dostring(
    myLuaState,
    "MyBox = Box(Point(10, 20), Point(30, 40)) "
    "MyBox.UpperLeft.X = MyBox.LowerRight.Y "
  );
 
  lua_close(myLuaState);
}

本例中使用def_readwrite定义类成员，我们也可以用def_readonly把类成员定义成只读。

LuaBind还可以把C++类导出成支持getter和setter的属性的Lua类：

struct ResourceManager {
  ResourceManager() :
    m_ResourceCount(0) {}
 
  void loadResource(const string &sFilename) {
    ++m_ResourceCount;
  }
  size_t getResourceCount() const {
    return m_ResourceCount;
  }
 
  size_t m_ResourceCount;
};
 
int main() {
  lua_State *myLuaState = lua_open();
  luabind::open(myLuaState);
 
  // 导出类，在Lua中调用ResourceCount属性会调用C++中的ResourceManager::getResourceCount
  // 属性定义有点象C++Builder里的__property定义，呵呵
  luabind::module(myLuaState) [
    luabind::class_<ResourceManager>("ResourceManager")
      .def("loadResource", &ResourceManager::loadResource)
      .property("ResourceCount", &ResourceManager::getResourceCount)
  ];
 
  try {
    ResourceManager MyResourceManager;
 
    // 把MyResourceManager定义成Lua的全局变量
    luabind::globals(myLuaState)["MyResourceManager"] = &MyResourceManager;
 
    // 调用
    luaL_dostring(
      myLuaState,
      "MyResourceManager:loadResource(\"abc.res\") "
      "MyResourceManager:loadResource(\"xyz.res\") "
      " "
      "ResourceCount = MyResourceManager.ResourceCount "
    );
 
    // 读出全局变量
    size_t ResourceCount = luabind::object_cast<size_t>(
      luabind::globals(myLuaState)["ResourceCount"]
    );
    cout << ResourceCount << endl;
  }
  catch(const std::exception &TheError) {
    cerr << TheError.what() << endl;
  }
 
  lua_close(myLuaState);
}

附: Lua语法简介

语法约定

Lua语句用分号结尾，不过如果不写分号，Lua也会自己判断如何区分每条语句
如:

1	a=1 b=a*2 --这样写没有问题，但不太好看。

建议一行里有多个语句时用分号隔开

变量名、函数名之类的命名规则与C语言一样：由字母，下划线和数字组成，但第一个字符不能是数字。并且不能和Lua的保留字相同。

Lua是大小写敏感的

使用两个减号--作为单行注释符，多行注释使用--[[...--]]

类型

Lua是动态类型语言，变量不要类型定义。Lua中有8个基本类型分别为：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread和table。
同一变量可以随时改变它的类型，如：

a = 10                  --number
a = "hello"             --string
a = false               --boolean
a = {10,"hello",false}  --table
a = print               --function

使用type函数可以得到变量当前的类型，如print(type(a));

类型	介绍
nil	所有没有被赋值过的变量默认值为nil，给变量赋nil可以收回变量的空间。
boolean	取值false和true。但要注意Lua中所有的值都可以作为条件。在控制结构的条件中除了false和nil为假，其他值都为真。所以Lua认为0和空串都是真。（注意，和C不一样哦）
number	表示实数，Lua中没有整数。不用担心实数引起的误差，Lua的numbers可以处理任何长整数。
string	字符串，Lua中的字符串可以存放任何包括0在内的二进制数据。可以使用单引号或双引号表示字符串，和C一样使用\作为转义符。也可以使用或 [[…]]表示字符串，它可以表示多行，而且不解释转义符(也可以是[=[…]=]、[==[]==]、…用于适应各种类型字符串)。另外要注意的是Lua中字符串是不可以修改的。
function	函数，Lua中的函数也可以存储到变量中，可以作为其它函数的参数，可以作为函数的返回值。
table	表，表是Lua特有的功能强大的东东，它是Lua中唯一的一种数据结构，它可以用来描述数组，结构，map的功能。
userdata	userdata类型用来将任意C语言数据保存在Lua变量中。例如：用标准I/O库来描述文件。
thread	线程。由coroutine表创建的一种数据类型，可以实现多线程协同操作。

表达式

算术运行符: 加+、减-、乘*、除/、幂^
关系运算符：小于<、大于>、小于等于<=、大于等于>=、等于==、不等~=
逻辑运算符：与and、或or、非not
and和or的运算结果返回值是其中的操作数：

1 2	a and b -- 如果a为false，则返回a，否则返回b a or b -- 如果a为true，则返回a，否则返回b

所以C中的三元运算符a?b:c在Lua中可以这样写:(a and b) or c

连接运算符：连续两个小数点..，如：

1 2	"hello" .. "world" -- 结果是 "helloworld" 0 .. 1 -- 结果是 "01"，当在一个数字后面写..时，必须加上空格以防止被解释错。

取长度操作符：一元操作 #
- 字符串的长度是它的字节数
- table 的长度被定义成一个整数下标 n，它满足 t[n] 不是 nil 而 t[n+1] 为 nil。

基本语法

赋值

a = a + 1

Lua里的赋值还可以同时给多个变量赋值。变量列表和值列表的各个元素用逗号分开，赋值语句右边的值会依次赋给左边的变量。如:

1 2	a, b = 10, 2x --相当于a=10; b=2x x, y = y, x --交换x和y

如果赋值符左右个数不同时，Lua会自动丢弃多余值或以nil补足

局部变量

1	local i = 10

使用local声明局部变量，局部变量只在所在的代码块内有效。
如果不声明，默认为全局变量，这个变量在所有Lua环境中有效。
代码块是指一个控制结构内，一个函数体，或者一个chunk（变量被声明的那个文件或者文本串），也可以直接使用do...end（相当于C中的{}）。

条件

if 条件 then
    then-part
elseif 条件n then
    elseif-part
..                --->多个elseif
else
    else-part
end;

循环

Lua中的循环有：while循环,repeat-until循环,for循环和for in循环。
循环中可以用break跳出，Lua语法要求break和return只能是代码块的最后一句（放心，正常的代码都是满足这个要求的，break和return后面即使有代码也是执行不到的，再说了，大不了自己加个do...end好了^_^）

local i = 1
while a[i] do
    if a[i] == v then break end
    i = i + 1
end

1
2
3

while condition do
    statements;
end;

1
2
3

repeat
    statements;
until conditions;

-- for将用exp3作为step从exp1（初始值）到exp2（终止值）
-- 执行loop-part。其中exp3可以省略，默认step=1
for var=exp1,exp2,exp3 do
    loop-part
end

1
2
3

for 变量 in 集合 do
    loop-part
end

实际上，

1	for var_1, ..., var_n in explist do block end

等价于

do
    local _f, _s, _var = explist
    while true do
        local var_1, ... , var_n = _f(_s, _var)
        _var = var_1
        if _var == nil then break end
        block
    end
end

如

1 2	a = {"windows","macos","linux",n=3} for k,v in pairs(a) do print(k,v) end

函数

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3

function 函数名 (参数列表)
    statements-list;
end;

函数也可以一次返回多个值，如：

1	print((function() return 'a','b','c' end)())