[Unity3D]Unity3D游戏开发Lua随着游戏的债券(于)

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       大家好，我是秦元培，欢迎大家关注我的博客。我的博客地址是blog.csdn.net/qinyuanpei。在前一篇文章《Unity3D游戏开发之Lua与游戏的不解

之缘(上)》中，博主带领大家初步探索了Lua语言与游戏开发领域之间的紧密联系，今天让我们来继续将Lua语言进行究竟吧！通过前面的学习，我们知道设计Lua语言的目的是为了将Lua嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。Lua语言本身没有像其他语言提供丰富的类库，因此Lua语言必须依赖于其他语言来完毕功能上的扩展(但是正是在功能上牺牲才换来了Lua精简而稳定的核心)。假设我们要深入了解Lua语言的话，就必须要了解Lua语言与其他语言的交互接口，由于这将是我们使用Lua语言的基础。那么。今天就让博主来带领大家一起学习Lua语言与其他语言的交互吧！

      一、Lua堆栈

    假设我们想要理解Lua语言与其他语言交互的实质，我们首先就要理解Lua堆栈。

简单来说。Lua语言之所以能和C/C++进行交互。主要是由于存在这样一个无处不在的虚拟栈。

栈的特点是先进后出，在Lua语言中，Lua堆栈是一种索引能够是正数或者负数的结构，并规定正数1永远表示栈底。负数-1永远表示栈顶。

换句话说呢，在不知道栈大小的情况下。我们能够通过索引-1取得栈底元素、通过索引1取得栈顶元素。以下呢，我们通过一个实例来加深我们对于这段话的理解：

#include <iostream>

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

using namespace std;

int main()
{
    //创建Lua环境
    lua_State* L=lua_open();
    //打开Lua标准库,经常使用的标准库有luaopen_base、luaopen_package、luaopen_table、luaopen_io、
    //luaopen_os、luaopen_string、luaopen_math、luaopen_debug
    luaL_openlibs(L);
    //压入一个数字20
    lua_pushnumber(L,20);
    //压入一个数字15
    lua_pushnumber(L,15);
    //压入一个字符串Lua
    lua_pushstring(L,"Lua");
    //压入一个字符串C
    lua_pushstring(L,"C");
    //获取栈元素个数
    int n=lua_gettop(L);
    //遍历栈中每一个元素
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        cout << lua_tostring(L ,i) << endl;
    }
    return 0;
}

在上面的这段代码中，我们能够能够看到我们首先创建了一个lua_State类型的变量L，我们能够将它理解成一个Lua运行环境的上下文(Context)，这里我们在Lua堆栈中压入了四个元素：20、15、"Lua"、"C"然后将其输出，假设大家理解了Lua堆栈中的索引，那么终于输出的结果应该是：20、15、"Lua"、"C"。由于索引1始终指向栈底，最先入栈的元素会处于栈底。

因此当我们依照递增的索引顺序来输出栈中的元素的话，实际上是自下而上输出，这样我们就能得到这种结果了。

       好了。假设这段代码没有什么问题的话。接下来我们来解说Lua为C/C++提供的接口，它们均被定义在lua.h文件里。Lua提供的C/C++接口大部分与栈操作有关，因此深入理解Lua堆栈是学习Lua语言的重点和难点。通过数据结构的知识，我们能够知道栈有出栈和入栈两种基本操作，Lua提供的C API中入栈能够通过push系列的方法来实现。例如以下图所看到的：

而出栈或者说查询的方法则能够通过to系列的方法来实现，例如以下图：

这两部分是学习Lua语言一定要去了解的内容，由于以后假设须要我们将Lua整合到其他项目中这些内容，这些东西能够说是原理性、核心性的东西。

好了，以下我们利用这里的API对一个演示样例代码进行改造，这里添加了对栈中元素类型的推断：

#include <iostream>

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

using namespace std;

int main()
{
    //创建Lua环境
    lua_State* L=lua_open();
    //打开Lua标准库,经常使用的标准库有luaopen_base、luaopen_package、luaopen_table、luaopen_io、
    //luaopen_os、luaopen_string、luaopen_math、luaopen_debug
    luaL_openlibs(L);
    //压入一个数字20
    lua_pushnumber(L,20);
    //压入一个字符串15
    lua_pushnumber(L,15);
    //压入一个字符串Lua
    lua_pushstring(L,"Lua");
    //压入一个字符串C
    lua_pushstring(L,"C");
    //获取栈中元素个数
    int n=lua_gettop(L);
    //遍历栈中每一个元素
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        //类型推断
        switch(lua_type(L,i))
       {
          case LUA_TSTRING:
            cout << "This value‘s type is string" << endl;
          break;
          case LUA_TNUMBER:
            cout << "This value‘s type is number" << endl;
          break;
        }
        //输出值
        cout << lua_tostring(L ,i) << endl;
    }

    //释放Lua
    lua_close(L);
}

    二、Lua与C++交互

   Lua与C++的交互从宿主语言的选择划分上能够分为C++调用Lua和Lua调用C++两中类型：

   1、C++调用Lua

    使用C++调用Lua时我们能够直接利用C++中的Lua环境来直接Lua脚本，比如我们在外部定义了一个lua脚本文件。我们如今须要使用C++来訪问这个脚本该怎么做呢？在这里我们能够使用luaL_loadfile()、luaL_dofile()这两个方法个方法来实现。其差别是前者仅载入脚本文件而后者会在载入的同一时候调用脚本文件。我们一起来看以下的代码：

#include <iostream>

using namespace std;

#include <iostream>

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

using namespace std;

int main()
{
    //创建Lua环境
    lua_State* L=luaL_newstate();
    //打开Lua标准库,经常使用的标准库有luaopen_base、luaopen_package、luaopen_table、luaopen_io、
    //luaopen_os、luaopen_string、luaopen_math、luaopen_debug
    luaL_openlibs(L);

    //以下的代码能够用luaL_dofile()来取代
    //载入Lua脚本
    luaL_loadfile(L,"script.lua");
    //运行Lua脚本
    lua_pcall(L,0,0,0);

    //将变量arg1压入栈顶
    lua_getglobal(L,"arg1");
    //将变量arg2压入栈顶
    lua_getglobal(L,"arg2");

    //读取arg1、arg2的值
    int arg1=lua_tonumber(L,-1);
    int arg2=lua_tonumber(L,-2);

    //输出Lua脚本中的两个变量
    cout <<"arg1="<<arg1<<endl;
    cout <<"arg2="<<arg2<<endl;

    //将函数printf压入栈顶
    lua_getglobal(L,"printf");
    //调用printf()方法
    lua_pcall(L,0,0,0);

    //将函数sum压入栈顶
    lua_getglobal(L,"sum");
    //传入參数
    lua_pushinteger(L,15);
    lua_pushinteger(L,25);
    //调用printf()方法
    lua_pcall(L,2,1,0);//这里有2个參数、1个返回值
    //输出求和结果
    cout <<"sum="<<lua_tonumber(L,-1)<<endl;

    //将表table压入栈顶
    lua_getglobal(L,"table");
    //获取表
    lua_gettable(L,-1);
    //输出表中第一个元素
    cout <<"table.a="<<lua_tonumber(L,-2)<<endl;

}

--在Lua中定义两个变量
arg1=15
arg2=20

--在Lua中定义一个表
table=
{
    a=25,
    b=30
}

--在Lua中定义一个求和的方法
function sum(a,b)
  return a+b
end

--在Lua中定义一个输出的方法
function printf()
  print("This is a function declared in Lua")
end

static int AverageAndSum(lua_State *L)
{
	//返回栈中元素的个数
	int n = lua_gettop(L);
	//存储各元素之和
	double sum = 0;
	for (int i = 1; i <= n; i++)
	{
	    //參数类型处理
		if (!lua_isnumber(L, i))
		{
		    //传入错误信息
			lua_pushstring(L, "Incorrect argument to ‘average‘");
			lua_error(L);
		}
		sum += lua_tonumber(L, i);
	}
	//传入平均值
	lua_pushnumber(L, sum / n);
	//传入和
	lua_pushnumber(L, sum);

	//返回值的个数，这里为2
	return 2;
}

  lua_register(L, "AverageAndSum", AverageAndSum);

--在Lua中调用C++中定义并且注冊的方法
average,sum=AverageAndSum(20,52,75,14)
print("Average=".average)
print("Sum=".sum)

//------------------------------------------------------------------------------
// <summary>
//     这是一个用以演示LuaInterface的简单程序，通过LuaInterface我们能够实如今C#与Lua的
//     的相互通信。Lua是一个轻巧而高效的语言。它能够和不论什么语言混合使用。Lua语言最初并非
//     为游戏开发而诞生，却是由于游戏开发而成名。
眼下。在世界上有大量的游戏使用了Lua作为它
//     的脚本语言。如图Unity使用了C#作为它的语言。Lua在游戏开发领域发挥着不可忽视的重要作
//     用。
使用LuaInterface的方法例如以下：
//     1.C#
//     注冊Lua中可调用方法：
//　　  mLua.RegisterFunction(Lua调用方法名, 类, 类.GetMethod(C#方法名));
//　　  注：C#不要用法级泛型。即 void Fun<T>(string str);，假设使用，系统自己主动判定T为第一个參数的类型。

//	   载入Lua代码
//	   mLua.DoString(Lua代码);
//　　  mLua.DoFile(Lua文件绝对路径);
//     调用Lua方法
//	　  mLua.GetFunction(Lua方法).Call(參数);　　注：此处參数不要传递dynamic类型的类。否则Lua中无法获取属性值
//     2.Lua
//     调用C#方法时须要先注冊注冊后依照Lua方法处理
// </summary>
//------------------------------------------------------------------------------
using System;
using LuaInterface;
namespace LuaExample
{
	public class LuaScript
	{
		//定义LuaFile属性以便于从外部调用一个Lua脚本
		private string mLuaFile;
		public string LuaFile {
			get {
				return mLuaFile;
			}
			set {
				mLuaFile = value;
			}
		}

		//Lua虚拟机
		private Lua mLua;

		//构造函数
		public LuaScript ()
		{
			//初始化Lua虚拟机
			mLua=new Lua();
			//注冊Printf方法
			mLua.RegisterFunction("Printf",this,this.GetType().GetMethod("Printf"));
		}

		//定义一个C#方法供Lua使用
		public void Printf(string str)
		{
			Console.WriteLine("This Method is Invoked by Lua:" + str);
		}

		//在C#中调用Lua方法
		public void DoFile()
		{
			if(mLuaFile!="")
				//运行Lua脚本中的代码
				mLua.DoFile(mLuaFile);
		}

		//在C#中调用Lau方法
		public void DoString()
		{
			//以字符串形式定义的Lua脚本
			string mFuncString="function Add(a,b) io.write(a+b) end";
			//在Lua中定义该方法
			mLua.DoString(mFuncString);
			//调用该方法
			mLua.GetFunction("Add").Call(4,8);
		}

		//在Lua中调用C#脚本
		public void Invoke()
		{
			//调用注冊的Printf方法
			mLua.GetFunction("Printf").Call("Hello Lua");
		}
	}
}

using System;
using LuaInterface;

namespace LuaExample
{
	class MainClass
	{
		public static void Main (string[] args)
		{
			//实例化LuaSxript
			LuaScript mLua=new LuaScript();
			//设置LuaFile
			mLua.LuaFile="D:\\test.lua";
			//调用字符串中定义的Lua方法
			mLua.DoString();
			//为美观考虑添加一个空行
			Console.WriteLine();
			//运行Lua文件里定义的脚本
			mLua.DoFile();
			//调用C#中定义的方法
			mLua.Invoke();
		}
	}
}