《游戏中的资源管理――资源高速缓存》
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1.什么是资源高速缓存
资源高速缓存的原理与其它内存高速缓存的工作原理是相似的。在游戏的状态转换过程中，有些数据是刚才使用过的，那么直接从资源高速缓存中载入即可。例如，RPG游戏中主角从大地图进入一个房间，探索一番后主角退出房间，此时只要直接从缓存中载入大地图数据即可，节省了从硬盘载入数据的时间，要知道从硬盘载入数据是非常慢的。当然，如果你的游戏所使用的数据文件很少，那么你可以在游戏运行过程中把这些数据完全储存在内存中，而不使用资源高速缓存。
2.一个简单的资源高速缓存管理器
下面我将向你展示一个比较简单的资源高速缓存管理器，源代码来自我上一个游戏，如果你需要知道更多关于资源高速缓存方面的知识，请参考<<Game Coding Complete>>的第八章。
首先，需要一个机制来唯一标识一个资源，我们用下面这个结构来做资源句柄：
struct ResHandle
{
ResHandle(std::string &resName, void *buffer, int size)
{
m_resName = resName;
m_size = size;
m_buffer = buffer;
}
~ResHandle()
{
if (m_buffer != 0) delete[] m_buffer;
}
std::string m_resName; //资源名
void *m_buffer; //资源句柄所标识的资源
DWORD m_size; //资源所占内存大小
};
好了，现在我们可以从资源名来找出这个资源了，接下来实现这个资源高速缓存管理器：
class CacheManager
{
public:
CacheManager();
~CacheManager();
//载入资源，resName为资源名，若载入成功size被设为该资源的大小
//注意，管理中的资源不能在管理器外用delete显示的删除它
void* Load(std::string resName, DWORD *size = 0);
//设置缓存大小，单位MB
void SetCacheSize(int sizeMB) { m_cacheSize = sizeMB * 1024 * 1024; }
//得到缓存大小，单位MB
int GetCacheSize() { return m_cacheSize / 1024 /1024; }
private:
void Free(); //释放lru链表中最后一个资源
void *Update(ResHandle *res); //更新lru链表
ResHandle *Find(std::string &resName); //找出该资源名的资源句柄
private:
DWORD m_cacheSize; //缓存大小
DWORD m_allocated; //已使用的缓存大小
//lru链表，记录最近被使用过的资源
std::list<ResHandle*> m_lru;
//资源标识映射
std::map<std::string, ResHandle*> m_resources;
};
CacheManager:: CacheManager ()
{
m_cacheSize = 0;
m_allocated = 0;
}
CacheManager::~ CacheManager ()
{
while (!m_lru.empty()) Free(); //释放所有管理中的资源
}
void * CacheManager::Load(std::string resName, DWORD *size)
{
ResHandle *handle = Find(resName); //查找该资源是否在缓存中
if (handle != 0) //如果找到该资源句柄，则返回该资源并更新lru链表
{
if (size != 0) *size = handle->m_size;
return Update(handle);
}
else
{
//先检测资源大小
DWORD _size = 资源大小;
//是否有足够空间?
while (_size > (m_cacheSize - m_allocated))
{
if (m_lru.empty()) break;
Free();
}
m_allocated += _size;
buffer = new char[_size];
//在这里用任何你能想到的办法载入资源文件到buffer
…
…
//记录当前资源
ResHandle *handle = new ResHandle(resName, buffer, _size);
m_lru.push_front(handle);
m_resources[resName] = handle;
if (size != 0) *size = _size;
return buffer;
}
return 0;
}
void CacheManager::Free()
{
std::list<ResHandle*>::iterator gonner = m_lru.end();
gonner--;
ResHandle *handle = *gonner;
m_lru.pop_back();
m_resources.erase(handle->m_resName);
m_allocated -= handle->m_size;
delete handle;
}
void * CacheManager::Update(ResHandle *res)
{
m_lru.remove(res);
m_lru.push_front(res);
m_size = res->m_size;
return res->m_buffer;
}
ResHandle * CacheManager::Find(std::string &resName)
{
std::map<std::string, ResHandle*>::iterator it = m_resources.find(resName);
if (it == m_resources.end()) return 0;
return (*it).second;
}
至此，你已经可以在游戏中缓存任何你想缓存的资源了^_^
3. 资源管理进阶
至此你已经可以在游戏中缓存任何你想缓存的资源了，但是你的任务还没完成，当你请求的资源存在于缓存之外时，那个闪耀的硬盘灯可能就是玩家最感兴趣的东西了。
因此你必须根据不同的游戏类型使用不同的载入方式：
一次载入所有东西：适用于任何以界面或关卡切换的游戏
只在关键点载入资源：很多射击游戏都使用这样的设计，如“半条命”
持续载入：适用于开放型地图的游戏，如“侠盗猎车手”
如果有可能的话，你还可以使用缓存预测机制，当CPU有额外时间的时候可以把未来可能用到的资源载入到资源高速缓存。
最后，尽管在游戏的资源管理中资源打包不是必须的，但仍然建议大家把资源文件按类型分别打包到单一的文件中，这将为你节省磁盘空间，并加快游戏的载入速度。
出自http://blog.csdn.net/duzhi5368/archive/2008/04/22/2314232.aspx
使用设计模式来提高程序库的重复利用性是大型程序项目开发必须的。但是在“四人帮”的设计模式概述中提到了23种标准设计模式，不但难以记住，而且有些设计模式更多的适用于应用程序开发，对游戏项目引擎设计并没有很多的利用价值。根据经验，精挑细选后，笃志在这里记录一些自认为有利用价值的设计模式，以便之后自己设计时使用。
一：观察者Observer
观察者的设计意图和作用是： 它将对象与对象之间创建一种依赖关系，当其中一个对象发生变化时，它会将这个变化通知给与其创建关系的对象中，实现自动化的通知更新。
游戏中观察者的适用环境有：
1：UI控件管理类。当我们的GUI控件都使用观察者模式后，那么用户的任何界面相关操作和改变都将会通知其关联对象-----我们的UI事件机。
2：动画管理器。很多时候我们在播放一个动画桢的时候，对其Frame有很大兴趣，此时我们设置一个FrameLister对象对其进行监视，获得我们关心的事件进行处理是必须的。
观察者伪代码：
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 被观察对象目标类
Class Subject
{
// 对本目标绑定一个观察者 Attach( Observer );
// 解除一个观察者的绑定 DeleteAttach( Observer );
// 本目标发生改变了，通知所有的观察者，但没有传递改动了什么
Notity()
{
For ( …遍历整个ObserverList …)
{ pObserver ->Update(); }
}
// 对观察者暴露的接口，让观察者可获得本类有什么变动GetState();
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 观察者/监听者类
Class Observer
{
// 暴露给对象目标类的函数，当监听的对象发生了变动，则它会调用本函数通知观察者
Void Update ()
{
pSubject ->GetState(); // 获取监听对象发生了什么变化
TODO：DisposeFun(); // 根据状态不同，给予不同的处理
}
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
非程序语言描述：
A是B的好朋友，对B的行为非常关心。B要出门，此时A给了B一个警报器，告诉B说：“如果你有事，立刻按这个警报器告诉我。”。结果B在外面遇上了麻烦，按下警报器（Update()），B就知道A出了事，于是就调查一下B到底遇到了什么麻烦(GetState())，当知道B原来是因为被人打了，于是立刻进行处理DisposeFun()，派了一群手下帮B打架。
当然关心A的人可以不止一个，C，D可能也对A很关心，于是A这里保存一个所有关心它的人的链表，当遇到麻烦的时候，轮流给每个人一份通知。
二：单件模式Singleton
单件模式的设计意图和作用是： 保证一个类仅有一个实例，并且，仅提供一个访问它的全局访问点。
游戏中适用于单件模式的有：
1：所有的Manger。在大部分的流行引擎中都存在着它的影子，例如SoundManager, ParticeManager等。
2：大部分的工厂基类。这一点在大部分引擎中还是见不到的，实际上，我们的父类工厂采用唯一实例的话，我们子类进行扩展时也会有很大方便。
单件模式伪代码：
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Class Singleton
{
Static MySingleton; // 单件对象，全局唯一的。
Static Instance(){ return MySingleton;} // 对外暴露接口
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
三：迭代器Iterator
迭代器设计意图和作用是： 提供一个方法，对一个组合聚合对象内各个元素进行访问，同时又不暴露该对象类的内部表示。
游戏中适用于迭代器模式的有： 因为STL的流行，这个设计已经广为人知了，我们对任何形式的资源通一管理时，不免会将其聚合起来，或者List，或者Vector，我们都需要一个对其进行访问的工具，迭代器无疑是一个利器。
迭代器伪代码：
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 迭代器基类
Class Iterator
{
Virtual First();
Virtual Next();
Virtual End();
Virtual CurrentItem(); // 返回当前Item信息
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 聚合体的基类
Class ItemAggregate
{
Virtual CreateIterator(); // 创建访问自身的一个迭代器
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 实例化的项目聚合体
Class InstanceItemAggregate : public ItemAggregate
{
CreateIterator(){ return new InstanceIterator(this); }
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
四：访问者模式Visitor：
访问者设计意图和作用是： 当我们希望对一个结构对象添加一个功能时，我们能够在不影响结构的前提下，定义一个新的对其元素的操作。（实际上，我们只是把对该元素的操作分割给每个元素自身类中实现了而已）
游戏中适用于访问者模式的有： 任何一个比较静态的复杂结构类中都适合采用一份访问者。这里的“比较静态的复杂结构类”意思是，该结构类中元素繁多且种类复杂，且对应的操作较多，但类很少进行变化，我们就能够将，对这个结构类元素的操作独立出来，避免污染这些元素对象。
1：例如场景管理器中管理的场景节点，是非常繁多的，而且种类不一，例如有Ogre中的Root, Irrchit中就把摄象机，灯光，Mesh，公告版，声音都做为一种场景节点，每个节点类型是不同的，虽然大家都有共通的Paint(),Hide()等方法，但方法的实现形式是不同的，当我们外界调用时需要统一接口，那么我们很可能需要需要这样的代码
Hide( Object )
{ if (Object == Mesh) HideMesh(); if (Object == Light) HideLight(); … }
此时若我们需要增加一个Object新的类型对象，我们就不得不对该函数进行修正。而我们可以这样做，让Mesh,Light他们都继承于Object,他们都实现一个函数Hide(),那么就变成
Mesh::Hide( Visitor ) { Visitor.Hide (Mesh); }
Light::Hide(Visitor ){ Visitor.Hide (Light); }
我们在调用时只需要Object.Hide(Visitor){ return Visitor.Hide(Object); }
这样做的好处，我们免去了对重要函数的修正，Object.Hide(Visitor){}函数我们可以永久不变，但是坏处也是很明显的，因为将方法从对象集合结构中抽离出来，就意味着我们每增加一个元素，它必须继承于一个抽象的被访问者类，实现其全部函数，这个工作量很大。
所以，访问者是仅适合于一个装载不同对象的大容器，但同时又要求这个容器的元素节点不应当有大的变动时才使用。另外，废话一句，访问者破坏了OO思想的。
访问者伪代码：
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 访问者基类
Class Visitor
{
Virtual VisitElement( A ){ … }; // 访问的每个对象都要写这样一个方法
Virtual VisitElement( B ){ … };
}
// 访问者实例A
Class VisitorA
{
VisitElement( A ){ … }; // 实际的处理函数
VisitElement( B ){ … }; // 实际的处理函数
}
// 访问者实例B
Class VisitorB
{
VisitElement( A ){ … }; // 实际的处理函数
VisitElement( B ){ … }; // 实际的处理函数
}
// 被访问者基类
Class Element
{
Virtual Accept( Visitor ); // 接受访问者
}
// 被访问者实例A
Class ElementA
{
Accecpt( Visitor v ){ v-> VisitElement(this); }; // 调用注册到访问者中的处理函数
}
// 被访问者实例B
Class ElementB
{
Accecpt( Visitor v ){ v-> VisitElement(this); }; // 调用注册到访问者中的处理函数
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
五：外观模式Façade
外观模式的设计意图和作用是： 将用户接触的表层和内部子集的实现分离开发。实际上，这个模式是个纸老虎，之后我们看伪代码立刻就会发现，这个模式实在用的太频繁了。
游戏中需要使用外观模式的地方是： 这个非常多了，举几个比较重要的。
1：实现平台无关性。跨平台跨库的函数调用。
2：同一个接口去读取不同的资源。
3：硬件自动识别处理系统。
外观模式伪代码
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 用户使用的接口类
Class Interface
{
// 暴露出来的函数接口函数，有且仅有一个，但内部实现是调用了两个类
Void InterfaceFun()
{
// 根据某种条件，底层自主的选择使用A或B的方法。用户无须关心底层实现
If ( XXX )
{
ActualA->Fun();
}
Else
{
ActualB->Fun();
}
};
}
// 实际的实现，不暴露给用户知道
Class ActualA
{
Void Fun();
}
// 实际的实现，不暴露给用户知道
Class ActualB
{
Void Fun();
}
怎么样，纸老虎吧，看起来很高深摸测的命名而已。
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
六：抽象工厂模式AbstractFactory
抽象工厂的设计意图和作用是： 封装出一个接口，这个接口负责创建一系列互相关联的对象，但用户在使用接口时不需要指定对象所在的具体的类。从中文命名也很容易明白它是进行批量生产的一个生产工厂的作用。
游戏中使用抽象工厂的地方有： 基本上任何有批量的同类形式的子件地方就会有工厂的存在。（补充一句：下面代码中的ConcreteFactory1实例工厂就是工厂，而抽象工厂仅仅是工厂的一个抽象层而已。）
1：例如，在音频方面，一个音频的抽象工厂派生出不同的工厂，有音乐工厂，音效工厂。音效工厂中又有一个创建3D音效节点的方法，一个创建普通音效节点的方法。最终用户只需要SoundFactory->Create3DNode( pFileName );就可以创建一个节点了。
2：场景对象。
3：渲染对象。
4：等等……
工厂与单件，管理器Manager关系一定是非常紧密的。
抽象工厂伪代码：
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
class AbstractProductA {}; // 抽象的产品A基类
class AbstractProductB {}; //抽象的产品B基类
// 抽象工厂基类
class AbstractFactory
{
public:
virtual AbstractProductA* CreateProductA() = 0 ;// 创建ProductA
virtual AbstractProductB* CreateProductB() = 0 ;// 创建ProductB
} ;
class ProductA1 : public AbstractProductA {}; // 产品A的实例1
class ProductA2 : public AbstractProductA {}; // 产品A的实例2
class ProductB1 : public AbstractProductB {}; // 产品B的实例1
class ProductB2 : public AbstractProductB {}; // 产品B的实例2
// 实例工厂1
class ConcreteFactory1 : public AbstractFactory
{
virtual AbstractProductA* CreateProductA() { return new ProductA1() ; }
virtual AbstractProductB* CreateProductB() { return new ProductB1() ; }
static ConcreteFactory1* Instance() { } // 实例工厂尽量使用单件模式
} ;
// 实例工厂2
class ConcreteFactory2 : public AbstractFactory
{
virtual AbstractProductA* CreateProductA() { return new ProductA2() ; }
virtual AbstractProductB* CreateProductB() { return new ProductB2() ; }
static ConcreteFactory2* Instance() {} // 实例工厂尽量使用单件模式
} ;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
客户端代码：
Void main()
{
AbstractFactory *pFactory1 = ConcreteFactory1::Instance() ;
AbstractProductA *pProductA1 = pFactory1->CreateProductA() ;
AbstractProductB *pProductB1 = pFactory1->CreateProductB() ;
AbstractFactory *pFactory2 = ConcreteFactory2::Instance() ;
AbstractProductA *pProductA2 = pFactory2->CreateProductA() ;
AbstractProductB *pProductB2 = pFactory2->CreateProductB() ;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
据说本文作者是OGDEV的HACK达人
通过例子学习Lua(1) ---- Hello World
1.前言
游戏中少不了用到脚本语言. Lua是一种和C/C++结合非常紧密的脚本语言，效率极高。
一般是对时间要求比较高的地方用C++写，而经常需要改动的地方用Lua写。
偶最近在学习Lua, 所以写出心得和大家共享. Lua是一种完全免费的脚本语言,
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Programming in Lua http://www.lua.org/pil/
2.编译
如果用的VC, 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
偶用的是cygwin和linux, 打入以下命令即可,
tar -zxvf lua-5.0.2.tar.gz
cd lua-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
-- Hello World in Lua
print("Hello World.")
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 lua e01.lua
输出结果应该是：
Hello World.
4.程序说明
第一行 -- Hello World in Lua
这句是注释，其中--和C++中的//意思是一样的
第二行 print("Hello World.")
调用lua内部命令print，输出"Hello World."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"Hello World."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基础
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
function pythagorean(a, b)
local c2 = a^2 + b^2
return sqrt(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
for i=1,5 do
print("i is now " .. i)
end
运行结果
i is now 1
i is now 2
i is now 3
i is now 4
i is now 5
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3 do
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:
for i=1,f(x) do print(i) end
for i=10,1,-1 do print(i) end
这里print("i is now " .. 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
-- Loops and conditionals
for i=1,5 do
print(“i is now “ .. i)
if i < 2 then
print(“small”)
elseif i < 4 then
print(“medium”)
else
print(“big”)
end
end
运行结果
i is now 1
small
i is now 2
medium
i is now 3
medium
i is now 4
big
i is now 5
big
程序说明
if else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
if op == "+" then
r = a + b
elseif op == "-" then
r = a - b
elseif op == "*" then
r = a*b
elseif op == "/" then
r = a/b
else
error("invalid operation")
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) ---- 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
-- Hash tables
myData[“bar”] = “baz”
-- Iterate through the
-- structure
for key, value in myData do
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table myData={}, 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' refers to the same table as `a'
print(b["x"]) --> 10
b["x"] = 20
print(a["x"]) --> 20
a = nil -- now only `b' still refers to the table
b = nil -- now there are no references left to the table
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}
}
-- Print the color
print(myPolygon[“color”])
-- Print it again using dot
-- notation
print(myPolygon.color)
-- The points are accessible
-- in myPolygon[1] to myPolygon[4]
-- Print the second point’s x
-- 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
-- Functions can take a
-- variable number of
-- arguments.
function funky_print (...)
for i=1, arg.n do
print("FuNkY: " .. arg)
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
-- Functions with table
-- parameters
function print_contents(t)
for k,v in t do
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
* for k,v in t do 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
function contact(t)
-- add the contact ‘t’, which is
-- stored as a table, to a database
end
contact {
name = "Game Developer",
email = "hack@ogdev.net",
url = "http://www.ogdev.net,
quote = [[
There are
10 types of people
who can understand binary.]]
}
contact {
-- some other contact
}
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C API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Shared Library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Clean Compile. 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Garbage collector, 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C API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
/* A simple Lua interpreter. */
#include <stdio.h>
#include <lua.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
char line[BUFSIZ];
lua_State *L = lua_open(0);
while (fgets(line, sizeof(line), stdin) != 0)
lua_dostring(L, line);
lua_close(L);
return 0;
}
编译
Linux/Cygwin
* 先编译Lua, 并把头文件放入include路径
* gcc e10.c -llua -llualib -o e10
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> 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
/* Another simple Lua interpreter. */
#include <stdio.h>
#include <lua.h>
#include <lualib.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
char line[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);
return 0;
}
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> 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
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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
-- add two numbers
function add ( x, y )
return x + 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>
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"
}
/* the Lua interpreter */
lua_State* L;
int luaadd ( int x, int y )
{
int sum;
/* the function name */
lua_getglobal(L, "add");
/* the first argument */
lua_pushnumber(L, x);
/* the second argument */
lua_pushnumber(L, y);
/* call the function with 2
arguments, return 1 result */
lua_call(L, 2, 1);
/* get the result */
sum = (int)lua_tonumber(L, -1);
lua_pop(L, 1);
return sum;
}
int main ( int argc, char *argv[] )
{
int sum;
/* initialize Lua */
L = lua_open();
/* load Lua base libraries */
lua_baselibopen(L);
/* load the script */
lua_dofile(L, "e12.lua");
/* call the add function */
sum = luaadd( 10, 15 );
/* print the result */
printf( "The sum is %d\n", sum );
/* cleanup Lua */
lua_close(L);
return 0;
}
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:
The sum is 25
编译方法
Linux下把程序存成e13.cpp
g++ e13.cpp -llua -llualib -o e13
./e13
VC下编译方法
* 首先建立一个空的Win32 Console Application Project
* 把e13.cpp加入工程中
* 点project setting,然后设置link选项, 再加上lua.lib lualib.lib两个额外的库
* 最后编译
建立好的project可以在这里下载
VC http://tonyandpaige.com/tutorials/luaadd.zip
Linux http://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
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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:
typedef int (*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>
extern "C" {
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
}
/* the Lua interpreter */
lua_State* L;
static int average(lua_State *L)
{
/* get number of arguments */
int n = lua_gettop(L);
double sum = 0;
int i;
/* loop through each argument */
for (i = 1; i <= n; i++)
{
/* total the arguments */
sum += lua_tonumber(L, i);
}
/* push the average */
lua_pushnumber(L, sum / n);
/* push the sum */
lua_pushnumber(L, sum);
/* return the number of results */
return 2;
}
int main ( int argc, char *argv[] )
{
/* initialize Lua */
L = lua_open();
/* load Lua base libraries */
lua_baselibopen(L);
/* register our function */
lua_register(L, "average", average);
/* run the script */
lua_dofile(L, "e15.lua");
/* cleanup Lua */
lua_close(L);
return 0;
}
例e15.lua
-- call a C++ function
avg, sum = average(10, 20, 30, 40, 50)
print("The average is ", avg)
print("The sum is ", 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
/* register our function */
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, "Incorrect argument to '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!
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