使用Lua与C语言混合编程

C 和 Lua 混合编程，分工很清楚：让 Lua 出灵活性和动态特性，C 出性能和底层控制。

1. 创建和初始化Lua环境

所有操作都基于一个Lua状态（lua_State），第一步是创建它。

#include <lua.h>
#include <lualib.h>
#include <lauxlib.h>

int main() {
    lua_State *L = luaL_newstate();  // 创建新的Lua状态
    luaL_openlibs(L);                // 打开Lua标准库

    // 在这里编写代码...

    lua_close(L);                    // 关闭Lua状态
    return 0;
}

三个函数各管一段：luaL_newstate 创建一个新的Lua状态，luaL_openlibs 加载Lua标准库，lua_close 关闭Lua状态、释放资源。

2. 在C中调用Lua脚本

脚本可以从文件或字符串加载执行，里面可以放C代码需要调用的函数或数据。

从文件加载：

if (luaL_dofile(L, "script.lua") != LUA_OK) {
    fprintf(stderr, "Error: %s\n", lua_tostring(L, -1));
    lua_pop(L, 1);  // 处理错误
}

从字符串加载：

const char *lua_code = "print('Hello from Lua!')";
if (luaL_dostring(L, lua_code) != LUA_OK) {
    fprintf(stderr, "Error: %s\n", lua_tostring(L, -1));
    lua_pop(L, 1);  // 处理错误
}

两个入口对应两种来源：luaL_dofile 从文件加载并执行Lua脚本，luaL_dostring 从字符串加载并执行Lua代码。失败时用 lua_tostring(L, -1) 取错误信息。

3. 在C中调用Lua函数

从Lua脚本中取到函数，压参数，调用，再处理返回值。

lua_getglobal(L, "my_function");  // 获取Lua全局函数
lua_pushnumber(L, 10);            // 推送参数1
lua_pushnumber(L, 20);            // 推送参数2

if (lua_pcall(L, 2, 1, 0) != LUA_OK) {
    fprintf(stderr, "Error: %s\n", lua_tostring(L, -1));
    lua_pop(L, 1);  // 处理错误
} else {
    double result = lua_tonumber(L, -1);  // 获取返回值
    printf("Result: %f\n", result);
    lua_pop(L, 1);  // 清理栈
}

流程和上一节一致：lua_getglobal 将Lua全局函数推送到栈上，lua_pushnumber 推送参数，lua_pcall 调用并接收返回值，lua_tonumber 从栈中取出结果。

4. 在Lua中调用C函数

C 函数注册进Lua环境之后，脚本就能像调普通函数一样调它。

// C函数
int add_numbers(lua_State *L) {
    int a = luaL_checkinteger(L, 1);  // 获取第一个参数
    int b = luaL_checkinteger(L, 2);  // 获取第二个参数
    lua_pushinteger(L, a + b);        // 推送结果
    return 1;  // 返回结果的数量
}

int main() {
    lua_State *L = luaL_newstate();  
    luaL_openlibs(L);

    lua_register(L, "add_numbers", add_numbers);  // 注册C函数

    if (luaL_dofile(L, "script.lua") != LUA_OK) {
        fprintf(stderr, "Error: %s\n", lua_tostring(L, -1));
        lua_pop(L, 1);  // 处理错误
    }

    lua_close(L);
    return 0;
}

script.lua：

local result = add_numbers(5, 10)
print("Result from C function: " .. result)

lua_register 注册C函数到Lua环境中，使其可以在Lua中调用；luaL_checkinteger 从Lua栈中获取整数参数，lua_pushinteger 把结果推回栈上。

5. 处理Lua表

Lua 里的表也能拿到 C 这边来操作。

lua_getglobal(L, "my_table");       // 获取Lua表
lua_getfield(L, -1, "key1");         // 获取表中字段
if (lua_isstring(L, -1)) {
    const char *value = lua_tostring(L, -1);
    printf("Value: %s\n", value);
}
lua_pop(L, 1);  // 清理栈

lua_getfield 从Lua表中获取字段，lua_tostring 从Lua栈中获取字符串值。

6. 错误处理

在C中调用Lua代码时，错误处理不能省。lua_pcall 会捕获Lua脚本中的错误，lua_tostring 负责取出错误信息：

if (lua_pcall(L, 2, 1, 0) != LUA_OK) {
    fprintf(stderr, "Error: %s\n", lua_tostring(L, -1));
    lua_pop(L, 1);  // 清理错误信息
}

7. 清理和关闭

收尾就一个调用，lua_close 关闭Lua状态并释放资源：

lua_close(L);  // 关闭Lua状态