# C++ 调用 Lua

创建 Lua State

`lua_State` 中存储着一个 Lua 线程所有的状态信息

```cpp
lua_State* pL = luaL_newstate();
```



## 替换库函数

替换库函数为自己的函数，以下面的代码为例

1.  `luaL_openlibs(pL);` 打开标准库，这里就包含 `debug` 库
2.  `lua_getglobal(pL, "debug");` 将全局变量 `debug` 表推入栈顶，此时栈结构为 `["debug"]`
3.  `lua_getfield(pL, -1, "traceback");` 将 栈顶(-1) 对象的 `traceback` 字段，并推入到栈顶，此时栈结构为 `["debug", "debug.traceback"]`
4.  `lua_setfield(pL, -2, "traceback_ori");` 给 `debug` 对象 (-2) 添加名为 `traceback_ori` 的属性，其值为 栈顶(-1) 对象，并弹出栈顶对象

    1.  此时 `debug` 有了一个名为 `traceback_ori` 的属性，并且其功能与 `debug.traceback` 相同
    2.  此时栈结构为 `["debug"]`， 因为 `lua_setfield` 函数调用后会把栈顶对象弹出
5.  `lua_pushcfunction(pL, luapdb_debug_traceback);` 将 C++ 函数 `luapdb_debug_traceback` 推入到栈顶，此时栈结构为 `["debug", "luapdb_debug_traceback"]` 
6.  `lua_setfield(pL, -2, "traceback");` 给 `debug` 对象(-2) 设置名为 `traceback` 的属性，其值为 栈顶(-1) 对象，也就是 `luapdb_debug_traceback`

    1.  此时 `debug.traceback` 变成了我们自定义的 C++ 函数 `luapdb_debug_traceback`，同时原本的 `debug.traceback` 函数使用 `debug.traceback_ori` 来替代
    2.  此时栈结构为 `["debug"]`，因为 `lua_setfield` 函数调用后会把栈顶对象弹出

```cpp
	luaL_openlibs(pL);
	lua_getglobal(pL, "debug");
	lua_getfield(pL, -1, "traceback");
	lua_setfield(pL, -2, "traceback_ori");
	lua_getfield(pL, -1, "getupvalue");
	lua_setfield(pL, -2, "getupvalue_ori");
	lua_getfield(pL, -1, "getlocal");
	lua_setfield(pL, -2, "getlocal_ori");
	lua_pushcfunction(pL, luapdb_debug_traceback);
	lua_setfield(pL, -2, "traceback");
	lua_pushcfunction(pL, luapdb_debug_getupvalue);
	lua_setfield(pL, -2, "getupvalue");
	lua_pushcfunction(pL, luapdb_debug_getlocal);
	lua_setfield(pL, -2, "getlocal");
	lua_pop(pL, 1); // pop debug
```



## 删除库函数

那么如何理解下面这段代码呢

1.  `lua_getglobal(pL, "string");` 将全局变量 `string` 推入栈顶，此时栈结构为 `["string"]`
2.  `lua_pushnil(pL);` 推入一个 nil 到栈中，此时栈结构为 `["string", "nil"]`
3.  `lua_setfield(pL, -2, "dump");` 给 `string` （-2）的 `dump` 属性赋值为栈顶值 `nil` (-1)，并推出栈顶对象，此时栈结构为 `["string"]`
4.  `lua_pop(pL, 1);` 弹出栈顶对象，此时栈结构为 `[]`

综上所属，这段代码等价于 `string.dump  = nil` 

```cpp
	lua_getglobal(pL, "string");
	lua_pushnil(pL);
	lua_setfield(pL, -2, "dump");
	lua_pop(pL, 1);						// string.dump = nil
```



## 删除库对象

那么如何理解下面这段代码呢

1.  `lua_pushnil(pL);` 将 nil 推入栈顶，此时栈结构为 `[nil]`
2.  `lua_setglobal(pL, "loadstring");` 设置全局全局对象 `loadstring` 的值为栈顶值 `nil` 并推出栈顶对象，此时栈结构为 `[]`

```c
	lua_pushnil(pL);
	lua_setglobal(pL, "loadstring");	// loadstring = nil
```



## 新增全局对象

那么如何理解下面这段代码呢？

1.  `lua_newtable(pL);` 创建一个 table 对象并放入栈顶，此时栈结构为 `[newTable]`
2.  `lua_pushcfunction(pL, luapdb_replace);` 将一个 C++ 函数放入到栈顶，此时栈结构为 `[newTable, luapdb_replace]`
3.  `lua_setfield(pL, -2, "replace");` 个 `newTable` 对象(-2) 设置名为 `replace` 的属性，其值为 `luapdb_replace`，并弹出栈顶对象，此时栈结构为 `[newTable]`
4.  `lua_setglobal(pL, "luapdb");` 设置一个全局对象 `luapdb` 其值为 `newTable`

```c
	lua_newtable(pL);
	lua_pushcfunction(pL, luapdb_replace);
	lua_setfield(pL, -2, "replace");
	lua_setglobal(pL, "luapdb");
```

除了 `lua_pushcfunction` 之外还有其他设置变量值的函数：lua\_pushnil、lua\_pushlstring、lua\_pushinteger、lua\_pushnumber、lua\_pushstring、lua\_pushcclosure 等

## 函数调用

如何理解下面这段代码呢？

1.  `lua_getglobal(pL, "require");` 获取一个全局变量 `require` 并将其推入栈顶，此时栈结构为 `[require]`
2.  `lua_pushstring(pL, "common/CustomModule");` 推入一个字符串到栈中，此时栈结构为 `[require, "common/CustomModule"]`
3.  `lua_pcall(pL, 1, 0, 0);` 表示调用函数，并将函数返回值放到栈中

```cpp
	lua_getglobal(pL, "require");
	lua_pushstring(pL, "common/CustomModule");
	lua_pcall(pL, 1, 0, 0);
```

详见 `lua_pcall` 函数的定义，`nargs` 表示函数参数个数，`nresults` 表示函数返回值个数

```cpp
int lua_pcall(lua_State *L, int nargs, int nresults, int errfunc)
```

想要通过 C++ 调用 lua 的函数

1.  首先要把函数入栈，也就是前面第一步做的 `lua_getglobal(pL, "require");`，此时栈结构为 `[函数本体]`
2.  将函数参数从左到右依次入栈，也就是前面第二步做的 `lua_pushstring(pL, "common/CustomModule");` ，此时栈结构为 `[函数本体,参数1,参数2...]`
3.  使用 `lua_pcall` ，会从堆栈上取出并弹出 `nargs` 个参数作为函数的参数列表，再取出此时栈顶的 **函数本体**，调用函数，并将返回值按照顺序放回到栈中，此时栈结构为 `[返回值1,返回值2...]`



以下面这个 lua 代码为例

```lua
function getXX(a, b) 
	return a, b 
end
```

使用 C++ 想要调用这个函数，代码逻辑如下

```cpp

lua_State* L = luaL_newstate(); // 使用luaL_newstate()代替lua_open()

// 加载标准库
luaL_openlibs(L);

// 执行Lua文件
luaL_dofile(L, "test/test.lua");

// 假设 L 已经创建并且该全局函数 getXX 已被定义
lua_getglobal(L, "getXX");        // push 函数 getXX
lua_pushnumber(L, 10);            // 第一个参数 a
lua_pushnumber(L, 20);            // 第二个参数 b

// 调用：2 个参数，期望 2 个返回值，errfunc = 0（没有错误处理器）
int status = lua_pcall(L, 2, 2, 0);

if (status != LUA_OK) {
    // 出错：错误信息在栈顶
    const char *errmsg = lua_tostring(L, -1);
    fprintf(stderr, "lua_pcall error: %s\n", errmsg);
    lua_pop(L, 1); // 弹出错误信息
} else {
    // 成功：返回值在栈上，顺序是 (从低到高) first_return, second_return
    if (lua_isnumber(L, -2) && lua_isnumber(L, -1)) {
        double a_ret = lua_tonumber(L, -2); // 第一个返回值（getXX 返回的 a）
        double b_ret = lua_tonumber(L, -1); // 第二个返回值（getXX 返回的 b）
        printf("returned: %f, %f\n", a_ret, b_ret);	// 输出 10.0000 20.0000
    } else {
        // 类型检查或处理其他返回类型
    }
    lua_pop(L, 2); // 清理两个返回值
}
```