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   在Lua中可以通过自定义类型的方式与C语言代码更高效、更灵活的交互。这里我们通过一个简单完整的示例来学习一下Lua中userdata的使用方式。需要说明的是,该示例完全来自于Programming in Lua。其功能是用C程序实现一个Lua的布尔数组,以提供程序的执行效率。见下面的代码和关键性注释。   

复制代码
  1 #include <lua.hpp>   
2
#include <lauxlib.h>
3
#include <lualib.h>
4
#include <limits.h>
5

6
#define BITS_PER_WORD (CHAR_BIT * sizeof(int))
7
#define I_WORD(i) ((unsigned int)(i))/BITS_PER_WORD
8
#define I_BIT(i) (1 << ((unsigned int)(i)%BITS_PER_WORD))
9

10
typedef struct NumArray {
11
int size; 12 unsigned int values[1];
13
} NumArray;
14

15
extern "C" int newArray(lua_State* L)
16
{
17
//1. 检查第一个参数是否为整型。以及该参数的值是否大于等于1.
18
int n = luaL_checkint(L,1);
19
luaL_argcheck(L, n >= 1, 1, "invalid size.");
20
size_t nbytes = sizeof(NumArray) + I_WORD(n - 1) * sizeof(int);
21
//2. 参数表示Lua为userdata分配的字节数。同时将分配后的userdata对象压入栈中。
22
NumArray* a = (NumArray*)lua_newuserdata(L,nbytes);
23
a->size = n;
24
for (int i = 0; i < I_WORD(n - 1); ++i)
25
a->values[i] = 0;
26
//获取注册表变量myarray,该key的值为metatable。
27
luaL_getmetatable(L,"myarray");
28
//将userdata的元表设置为和myarray关联的table。同时将栈顶元素弹出。
29
lua_setmetatable(L,-2);
30
return 1;
31
}
32

33
extern "C" int setArray(lua_State* L)
34
{
35
//1. Lua传给该函数的第一个参数必须是userdata,该对象的元表也必须是注册表中和myarray关联的table。
36
//否则该函数报错并终止程序。
37
NumArray* a = (NumArray*)luaL_checkudata(L,1,"myarray");
38
int index = luaL_checkint(L,2) - 1;
39
//2. 由于任何类型的数据都可以成为布尔值,因此这里使用any只是为了确保有3个参数。
40
luaL_checkany(L,3);
41
luaL_argcheck(L,a != NULL,1,"'array' expected.");
42
luaL_argcheck(L,0 <= index && index < a->size,2,"index out of range.");
43
if (lua_toboolean(L,3))
44
a->values[I_WORD(index)] |= I_BIT(index);
45
else
46
a->values[I_WORD(index)] &= ~I_BIT(index);
47
return 0;
48
}
49

50
extern "C" int getArray(lua_State* L)
51
{
52
NumArray* a = (NumArray*)luaL_checkudata(L,1,"myarray");
53
int index = luaL_checkint(L,2) - 1;
54
luaL_argcheck(L, a != NULL, 1, "'array' expected.");
55
luaL_argcheck(L, 0 <= index && index < a->size,2,"index out of range");
56
lua_pushboolean(L,a->values[I_WORD(index)] & I_BIT(index));
57
return 1;
58
}
59

60
extern "C" int getSize(lua_State* L)
61
{
62
NumArray* a = (NumArray*)luaL_checkudata(L,1,"myarray");
63
luaL_argcheck(L,a != NULL,1,"'array' expected.");
64
lua_pushinteger(L,a->size);
65
return 1;
66
}
67

68
extern "C" int array2string(lua_State* L)
69
{
70
NumArray* a = (NumArray*)luaL_checkudata(L,1,"myarray");
71
lua_pushfstring(L,"array(%d)",a->size);
72
return 1;
73
}
74

75
static luaL_Reg arraylib_f [] = {
76
{"new", newArray},
77
{NULL, NULL}
78
};
79

80
static luaL_Reg arraylib_m [] = {
81
{"set", setArray},
82
{"get", getArray},
83
{"size", getSize},
84
{"__tostring", array2string}, //print(a)时Lua会调用该元方法。
85
{NULL, NULL}
86
};
87

88
extern "C" __declspec(dllexport)
89
int luaopen_testuserdata(lua_State* L)
90
{
91
//1. 创建元表,并将该元表指定给newArray函数新创建的userdata。在Lua中userdata也是以table的身份表现的。
92
//这样在调用对象函数时,可以通过验证其metatable的名称来确定参数userdata是否合法。
93
luaL_newmetatable(L,"myarray");
94
lua_pushvalue(L,-1);
95 //2. 为了实现面对对象的调用方式,需要将元表的__index字段指向自身,同时再将arraylib_m数组中的函数注册到
96
//元表中,之后基于这些注册函数的调用就可以以面向对象的形式调用了。
97
//lua_setfield在执行后会将栈顶的table弹出。
98
lua_setfield(L,-2,"__index");
99
//将这些成员函数注册给元表,以保证Lua在寻找方法时可以定位。NULL参数表示将用栈顶的table代替第二个参数。
100 luaL_register(L,NULL,arraylib_m);
101 //这里只注册的工厂方法。
102 luaL_register(L,"testuserdata",arraylib_f);
103 return 1;
104 }
复制代码

  轻量级userdata: 
  之前介绍的是full userdata,Lua还提供了另一种轻量级userdata(light userdata)。事实上,轻量级userdata仅仅表示的是C指针的值,即(void*)。由于它只是一个值,所以不用创建。如果需要将一个轻量级userdata放入栈中,调用lua_pushlightuserdata即可。full userdata和light userdata之间最大的区别来自于相等性判断,对于一个full userdata,它只是与自身相等,而light userdata则表示为一个C指针,因此,它与所有表示同一指针的light userdata相等。再有就是light userdata不会受到垃圾收集器的管理,使用时就像一个普通的整型数字一样。

posted on 2014-02-17 17:50 沛沛 阅读(455) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: Script

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