如何用C++做游戏(2)

上一节讲了一些基本的Lua应用，或许你会说，还是很简单么。呵呵，恩，是的，本来Lua就是为了让大家使用的方便快捷而设计的。如果设计的过为复杂，就不会有人使用了。

下面，我要强调一下，Lua的栈的一些概念，因为这个确实很重要，你会经常用到。熟练使用Lua，最重要的就是要时刻知道什么时候栈里面的数据是什么顺序，都是什么。如果你能熟练知道这些，实际你已经是Lua运用的高手了。

说 真的，第一次我接触栈的时候，没有把它想的很复杂，倒是看了网上很多的关于Lua的文章让我对栈的理解云里雾里，什么元表，什么User，什么局部变量， 什么全局变量位移。说的那叫一个晕。本人脑子笨，理解不了这么多，也不知道为什么很多人喜欢把Lua栈弄的七上八下，代码晦涩难懂。后来实在受不了了，去 Lua网站下载了Lua的文档，写的很清晰。Lua的栈实际上几句话足以。

当你初始化一个栈的时候，它的栈底是1，而栈顶相对位置是-1，说形 象一些，你可以把栈想象成一个环，有一个指针标记当前位置，如果-1，就是当前栈顶，如果是-2就是当前栈顶前面一个参数的位置。以此类推。

当然，你也可 以正序去取，这里要注意，对于Lua的很多API，下标是从1开始的。这个和C++有些不同。而且，在栈的下标中，正数表示绝对栈底的下标，负数表示相对 栈顶的相对地址，这个一定要有清晰的概念，否则很容易看晕了。 让我们看一些例子，加深理解。

lua_pushnumber(m_pState, 11); 
lua_pushnumber(m_pState, 12);

int nIn = lua_gettop(m_pState);  <–这里加了一行， lua_gettop()这个API是告诉你目前栈里元素的个数。 
如果仅仅是Push两个参数，那么nIn的数值是2，对。没错。那么咱们看看栈里面是怎么放的。我再加两行代码。

lua_pushnumber(m_pState, 11); 
lua_pushnumber(m_pState, 12);

int nIn = lua_gettop(m_pState)

int nData1 = lua_tonumber(m_pState, 1);     <–读取栈底第一个绝对坐标中的元素 
int nData2 = lua_tonumber(m_pState, 2);     <–读取栈底第二个绝对坐标中的元素 
printf(“[Test]nData1  = %d, nData2  = %d./n”);

如果是你，凭直觉，告诉我答案是什么？

现在公布答案，看看是不是和你想的一样。

[Test]nData1  = 11, nData2  = 12

那么，如果我把代码换成

lua_pushnumber(m_pState, 11); 
lua_pushnumber(m_pState, 12);

int nIn = lua_gettop(m_pState)

int nData1 = lua_tonumber(m_pState, -1);     <–读取栈顶第一个相对坐标中的元素 
int nData2 = lua_tonumber(m_pState, -2);     <–读取栈顶第二个相对坐标中的元素 
printf(“[Test]nData1  = %d, nData2  = %d./n”);

请你告诉我输出是什么？ 答案是

[Test]nData1  = 12, nData2  = 11

呵呵，挺简单的吧，对了，其实就这么简单。网上其它的高阶运用，其实大部分都是对栈的位置进行调整。只要你抓住主要概念，看懂还是不难的。什么元表，什么变量，其实都一样，抓住核心，时刻知道栈里面的样子，就没有问题。

好了，回到我上一节的那个代码。

bool CLuaFn::CallFileFn(const char* pFunctionName, int nParam1, int nParam2) 
{ 
        int nRet = 0; 
        if(NULL == m_pState) 
        { 
                printf(“[CLuaFn::CallFileFn]m_pState is NULL./n”); 
                return false; 
        }

        lua_getglobal(m_pState, pFunctionName);

        lua_pushnumber(m_pState, nParam1); 
        lua_pushnumber(m_pState, nParam2);

        int nIn = lua_gettop(m_pState); <–在这里加一行。

        nRet = lua_pcall(m_pState, 2, 1, 0); 
        if (nRet != 0) 
        { 
                printf(“[CLuaFn::CallFileFn]call function(%s) error(%d)./n”, pFunctionName, nRet); 
                return false; 
        }

        if (lua_isnumber(m_pState, -1) == 1) 
        { 
                int nSum = lua_tonumber(m_pState, -1); 
                printf(“[CLuaFn::CallFileFn]Sum = %d./n”, nSum); 
        }

        int nOut = lua_gettop(m_pState); <–在这里加一行。

        return true; 
}

nIn的答案是多少？或许你会说是2吧，呵呵，实际是3。或许你会问，为什么会多一个？其实我第一次看到这个数字，也很诧异。但是确实是3。因为你 调用的函数名称占据了一个堆栈的位置。其实，在获取nIn那一刻，堆栈的样子是这样的（函数接口地址，参数1，参数2），函数名称也是一个变量入栈的。

而 nOut输出是1，lua_pcall()函数在调用成功之后，会自动的清空栈，然后把结果放入栈中。在获取nOut的一刻，栈内是这幅摸样(输出参数 1)。

这里就要再迁出一个更重要的概念了，Lua不是C++，对于C++程序员而言，一个函数会自动创建栈，当函数执行完毕后会自动清理 栈，Lua可不会给你这么做，对于Lua而言，它没有函数这个概念，一个栈对应一个lua_State指针，也就是说，你必须手动去清理你不用的栈，否则 会造成垃圾数据占据你的内存。

不信？那么咱们来验证一下，就拿昨天的代码吧，你用for循环调用100万次。看看nOut的输出结果。。我相信，程序执行不到100万次就会崩溃，而你的内存也会变的硕大无比。而nOut的输出也会是这样的 1,2,3,4,5,6。。。。。 原因就是，Lua不会清除你以前栈内的数据，每调用一次都会给你生成一个新的栈元素插入其中。

那么怎么解决呢？呵呵，其实，如果不考虑多线程的话，在你的函数最后退出前加一句话，就可以轻松解决这个问题。(Lua栈操作是非线程安全的！)

lua_settop(m_pState, -2);

这句话的意思是什么？lua_settop()是设置栈顶的位置，我这么写，意思就是，栈顶指针目前在当前位置的-2的元素上。这样，我就实现了对栈的清除。仔细想一下，是不是这个道理呢？

bool CLuaFn::CallFileFn(const char* pFunctionName, int nParam1, int nParam2) 
{ 
        int nRet = 0; 
        if(NULL == m_pState) 
        { 
                printf(“[CLuaFn::CallFileFn]m_pState is NULL./n”); 
                return false; 
        }

        lua_getglobal(m_pState, pFunctionName);

        lua_pushnumber(m_pState, nParam1); 
        lua_pushnumber(m_pState, nParam2);

        int nIn = lua_gettop(m_pState); <–在这里加一行。

        nRet = lua_pcall(m_pState, 2, 1, 0); 
        if (nRet != 0) 
        { 
                printf(“[CLuaFn::CallFileFn]call function(%s) error(%d)./n”, pFunctionName, nRet); 
                return false; 
        }

        if (lua_isnumber(m_pState, -1) == 1) 
        { 
                int nSum = lua_tonumber(m_pState, -1); 
                printf(“[CLuaFn::CallFileFn]Sum = %d./n”, nSum); 
        }

        int nOut = lua_gettop(m_pState); <–在这里加一行。 
        lua_settop(m_pState, -2);             <–清除不用的栈。

        return true; 
}

好了，再让我们运行100万次，看看你的程序内存，看看你的程序还崩溃不？ 如果你想打印 nOut的话，输出会变成1,1,1,1,1。。。。

最后说一句，lua_tonumber()或lua_tostring()还有以后我们要用到的lua_touserdata()一定要将数据完全取出后保存到你的别的变量中去，否则会因为清栈操作，导致你的程序异常，切记！

呵呵，说了这么多，主要是让大家如何写一个严谨的Lua程序，不要运行没两下就崩溃了。好了，基础栈的知识先说到这里，以后还有一些技巧的运用，到时候会给大家展示。

下面说一下，Lua的工具。（为什么要说这个呢？呵呵，因为我们下一步要用到其中的一个帮助我们的开发。）

呵呵，其实，Lua里面有很多简化开发的工具，你可以去http://www.sourceforge.net/去找一下。它们能够帮助你简化C++对象与Lua对象互转之间的代码。

这里说几个有名的，当然可能不全。

(lua tinker)如果你的系统在windows下，而且不考虑移植，那么我强烈推荐你去下载一个叫做lua tinker的小工具，整个工具非常简单，一个.h和一个.cpp。直接就可以引用到你的工程中，连独立编译都不用，这是一个韩国人写的Lua与 C++接口转换的类，十分方便，代码简洁（居家旅行，必备良药）。

它是基于模板的，所以你可以很轻松的把你的C对象绑定到Lua中。代码较长，呵呵， 有兴趣的朋友可以给我留言索要lua tinker的例子。就不贴在这里了。不过我个人不推荐这个东西，因为它在Linux下是编译不过去的。它使用了一种g不支持的模板写法，虽然有人在 尝试把它修改到Linux下编译，但据我所知，修改后效果较好的似乎还没有。不过如果你只是在 windows下，那就没什么可犹豫的，强烈推荐，你会喜欢它的。

(Luabinder)相信用过Boost库的朋友，或许对这个家伙很熟悉。它是一个很强大的Linux下Lua扩展包，帮你封装了很多Lua的复 杂操作，主要解决了绑定C++对象和Lua对象互动的关系，非常强大，不过嘛，对于freeeyes而言，还是不推荐，因为freeeyes很懒，不想为 了一个Lua还要去编译一个庞大的boost库，当然，见仁见智，如果你的程序本身就已经加载了boost，那么就应该毫不犹豫的选择它。

(lua++)呵呵，这是我最喜欢，也是我一直用到现在的库，比较前两个而言，lua++的封装性没有那么好，很多东西还是需要一点代码的，不过之 所以我喜欢，是因为它是用C写的，可以在windows下和linux下轻松转换

还记得我昨天说过如何编译Lua么，现在请你再做一遍，不同的是，请把lua的程序包中的src/lib中的所有h和cpp，还有 include下的那个.h拷贝到你上次建立的lua工程中。然后全部添加到你的静态链接库工程中去，重新编译。会生成一个新的lua.lib，这个 lua就自动包含了lua的功能。最后记得把tolua++.h放在你的Include文件夹下。 行了，我们把上次CLuaFn类稍微改一下。

extern “C” 
{ 
        #include “lua.h” 
        #include “lualib.h” 
        #include “lauxlib.h” 
        #include “tolua++”   //这里加一行 
};

class CLuaFn 
{ 
public: 
        CLuaFn(void); 
        ~CLuaFn(void);

        void Init();            //初始化Lua对象指针参数 
        void Close();         //关闭Lua对象指针

        bool LoadLuaFile(const char* pFileName);                              //加载指定的Lua文件 
        bool CallFileFn(const char* pFunctionName, int nParam1, int nParam2);        //执行指定Lua文件中的函数

private: 
        lua_State* m_pState;   //这个是Lua的State对象指针，你可以一个lua文件对应一个。 
};

行了，这样我们就能用Lua++下的功能了。

大家看到了 bool CallFileFn(const char* pFunctionName, int nParam1, int nParam2);这个函数的运用。演示了真么调用Lua函数。

下面，我改一下，这个函数。为什么？还是因为freeeyes很懒，我可不想每有一个函数，我都要写一个C++函数去调用，太累！我要写一个通用的！支持任意函数调用的接口！

于是我创建了两个类。支持任意参数的输入和输出，并打包送给lua去执行，说干就干。

#ifndef _PARAMDATA_H 
#define _PARAMDATA_H

#include <vector>

#define MAX_PARAM_200 200

using namespace std;

struct _ParamData 
{ 
public: 
        void* m_pParam; 
        char  m_szType[MAX_PARAM_200]; 
        int   m_TypeLen;

public: 
        _ParamData() 
        { 
                m_pParam    = NULL; 
                m_szType[0] = ‘/0′; 
                m_TypeLen   = 0; 
        };

        _ParamData(void* pParam, const char* szType, int nTypeLen) 
        { 
                SetParam(pParam, szType, nTypeLen); 
        }

        ~_ParamData() {};

        void SetParam(void* pParam, const char* szType, int nTypeLen) 
        { 
                m_pParam = pParam; 
                sprintf(m_szType, “%s”, szType); 
                m_TypeLen = nTypeLen; 
        };

        bool SetData(void* pParam, int nLen) 
        { 
                if(m_TypeLen < nLen) 
                { 
                        return false; 
                }

                if(nLen > 0) 
                { 
                        memcpy(m_pParam, pParam, nLen); 
                } 
                else 
                { 
                        memcpy(m_pParam, pParam, m_TypeLen); 
                } 
                return true; 
        }

        void* GetParam() 
        { 
                return m_pParam; 
        }

        const char* GetType() 
        { 
                return m_szType; 
        }

        bool CompareType(const char* pType) 
        { 
                if(0 == strcmp(m_szType, pType)) 
                { 
                        return true; 
                } 
                else 
                { 
                        return false; 
                } 
        } 
};

class CParamGroup 
{ 
public: 
        CParamGroup() {}; 
        ~CParamGroup() 
        { 
                Close(); 
        };

        void Init() 
        { 
                m_vecParamData.clear(); 
        };

        void Close() 
        { 
                for(int i = 0; i < (int)m_vecParamData.size(); i++) 
                { 
                        _ParamData* pParamData = m_vecParamData; 
                        delete pParamData; 
                        pParamData = NULL; 
                } 
                m_vecParamData.clear(); 
        };

        void Push(_ParamData* pParam) 
        { 
                if(pParam != NULL) 
                { 
                        m_vecParamData.push_back(pParam); 
                } 
        };

        _ParamData* GetParam(int nIndex) 
        { 
                if(nIndex < (int)m_vecParamData.size()) 
                { 
                        return m_vecParamData[nIndex]; 
                } 
                else 
                { 
                        return NULL; 
                } 
        };

        int GetCount() 
        { 
                return (int)m_vecParamData.size(); 
        }

private: 
        typedef vector<_ParamData*> vecParamData; 
        vecParamData m_vecParamData; 
};

#endif

#endif

我创建了两个类，把Lua要用到的类型，数据都封装起来了。这样，我只需要这么改写这个函数。 bool CallFileFn(const char* pFunctionName, CParamGroup& ParamIn, CParamGroup& ParamOut); 它就能按照不同的参数自动给我调用，嘿嘿，懒到家吧！

其实这两个类很简单，_ParamData是参数类，把你要用到的参数放入到这个对象中去，标明类型的大小，类型名称，内存块。而CParamGroup负责将很多很多的_ParamData打包在一起，放在vector里面。

好了，让我们看看CallFileFn函数里面我怎么改的。

bool CLuaFn::CallFileFn(const char* pFunctionName, CParamGroup& ParamIn, CParamGroup& ParamOut) 
{ 
        int nRet = 0; 
        int i    = 0; 
        if(NULL == m_pState) 
        { 
                printf(“[CLuaFn::CallFileFn]m_pState is NULL./n”); 
                return false; 
        }

        lua_getglobal(m_pState, pFunctionName);

        //加载输入参数 
        for(i = 0; i < ParamIn.GetCount(); i++) 
        { 
                PushLuaData(m_pState, ParamIn.GetParam(i)); 
        }

        nRet = lua_pcall(m_pState, ParamIn.GetCount(), ParamOut.GetCount(), 0); 
        if (nRet != 0) 
        { 
                printf(“[CLuaFn::CallFileFn]call function(%s) error(%s)./n”, pFunctionName, lua_tostring(m_pState, -1)); 
                return false; 
        }

        //获得输出参数 
        int nPos = 0; 
        for(i = ParamOut.GetCount() – 1; i >= 0; i–) 
        { 
                nPos–; 
                PopLuaData(m_pState, ParamOut.GetParam(i), nPos); 
        }

        int nCount = lua_gettop(m_pState); 
        lua_settop(m_pState, -1-ParamOut.GetCount());

        return true; 
}

别的没变，加了两个循环，因为考虑lua是可以支持多结果返回的，所以我也做了一个循环接受参数。

lua_settop(m_pState, -1-ParamOut.GetCount());这句话是不是有些意思，恩，是的，我这里做了一个小技巧，因为我不知道返回参数有几个，所以我会根据返回参数的个数重新设置栈顶。这样做可以返回任意数量的栈而且清除干净。

或许细心的你已经发现，里面多了两个函数。恩，是的。来看看这两个函数在干什么。

bool CLuaFn::PushLuaData(lua_State* pState, _ParamData* pParam) 
{ 
        if(pParam == NULL) 
        { 
                return false; 
        }

        if(pParam->CompareType(“string”)) 
        { 
                lua_pushstring(m_pState, (char* )pParam->GetParam()); 
                return true; 
        }

        if(pParam->CompareType(“int”)) 
        { 
                int* nData = (int* )pParam->GetParam(); 
                lua_pushnumber(m_pState, *nData); 
                return true; 
        } 
        else 
        { 
                void* pVoid = pParam->GetParam(); 
                tolua_pushusertype(m_pState, pVoid, pParam->GetType()); 
                return true; 
        } 
}

参数入栈操作，呵呵，或许你会问tolua_pushusertype(m_pState, pVoid, pParam->GetType());这句话，你可能有些看不懂，没关系，我会在下一讲详细的解释Lua++的一些API的用法。

现在大概和你说 一下，这句话的意思就是，把一个C++对象传输给Lua函数。 再看看，下面一个。

bool CLuaFn:: PopLuaData(lua_State* pState, _ParamData* pParam, int nIndex) 
{ 
        if(pParam == NULL) 
        { 
                return false; 
        }

        if(pParam->CompareType(“string”)) 
        { 
                if (lua_isstring(m_pState, nIndex) == 1) 
                { 
                        const char* pData = (const char*)lua_tostring(m_pState, nIndex); 
                        pParam->SetData((void* )pData, (int)strlen(pData)); 
                } 
                return true; 
        }

        if(pParam->CompareType(“int”)) 
        { 
                if (lua_isnumber(m_pState, nIndex) == 1) 
                { 
                        int nData = (int)lua_tonumber(m_pState, nIndex); 
                        pParam->SetData(&nData, sizeof(int)); 
                } 
                return true; 
        } 
        else 
        { 
                pParam->SetData(tolua_tousertype(m_pState, nIndex, NULL), -1); 
                return true; 
        } 
}

弹出一个参数并赋值。pParam->SetData(tolua_tousertype(m_pState, nIndex, NULL), -1);这句话同样，我在下一讲中详细介绍。

好了，我们又进了一步，我们可以用这个函数绑定任意一个Lua函数格式。而代码不用多写，懒蛋的目的达到了。

这一讲主要是介绍了一些基本知识，或许有点多余，但是我觉得是必要的，在下一讲中，我讲开始详细介绍如何绑定一个C++对象给Lua，并让Lua对其修改。然后返回结果。

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