本文將介紹如何在C/C++里面操作Lua的數組和字符串類型，同時還會介紹如何在C/C++函數里面存儲Lua狀態（registry和upvalue），而registry在使用C/C++自定義類型時非常有用，可以方便地為userdata指定metatable。
C/C++操作Lua數組
Lua數組Overview
在Lua里面，數組只不過是key為整數的table而已。比如一個table為array = {12,”Hello”, “World”}，它是一個數組，可以用下面的代碼來訪問它：
print(array[1]) --這里會輸出array的第一個元素12。
print(array[3]) --這里會輸出array的第三個元素World
需要注意的一點就是：Lua的數組的下標是從1開始的。如果你使用下面的語句則會輸出nil值：
print(array[0]) --輸出nil
print(array["1"]) --輸出nil(想想和array[1]的區別：一個是integer作為key,一個是字符串做為key)
通用Table操作方法
之前我們在教程1中介紹了如何傳遞Table給Lua，以及在教程3中介紹了如何訪問Table的數據。因為數組也是Table，所以我們可以用同樣的方式來讀取數組。
讀取數組
假設我們的Lua Table為array = {“Hello”, 1, “World”, 23.2},那么我們可以用下列函數來訪問它：
void readLuaArray(lua_State *L)
{
lua_settop(L,0); //這樣確保我們的array是放在當前棧的棧頂。
lua_getglobal(L, "array");
//如果前面不調用lua_settop(L,0),那我們必須要使用luaL_len(L,-1)
int n = luaL_len(L, 1); //luaL_len可以獲得table的元素個數
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
lua_pushnumber(L, i); //往棧里面壓入i
lua_gettable(L, -2); //讀取table[i]，table位于-2的位置。
//lua_rawget(L, -2); //lua_gettable也可以用lua_rawget來替換
cout<<lua_tostring(L, -1)<<endl;
lua_pop(L, 1);
}
}
最后輸出的結果為:
"Hello", 1, "World", 23.2
修改數組
現在我們如果想要修改這個數組，把每一個數組的元素都變成”hehe[i]”(i = 1-n)，我們看看怎么做。
int writeLuaArray(lua_State *L)
{
lua_settop(L, 0);
lua_getglobal(L, "array");
//確保第一個函數一個要是一個table
luaL_checktype(L, 1, LUA_TTABLE);
int n = luaL_len(L,1);
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
lua_pushnumber(L, i);
char buf[256];
sprintf(buf, "hehe%d", i);
lua_pushstring(L, buf);
// lua_settable(L, -3);
lua_rawset(L, -3);
}
return 0;
}
}
注意這里的lua_rawset和lua_settable是等價的，只不過lua_rawset速度更快。 最后，我們在加載完Lua腳本以后調用這兩個函數：
writeLuaArray(L);
readLuaArray(L);
輸出結果為:
readLuaArray: hehe1
readLuaArray: hehe2
readLuaArray: hehe3
readLuaArray: hehe4
專門的數組操作方法
因為數組一般在程序語言里面都會被特殊對待，Lua也不例外，它的C API還提供另外一種更方便高效地方法來存取數組的元素。
void lua_rawgeti (lua_State *L, int index, int key);
void lua_rawseti (lua_State *L, int index, int key);
這兩個函數后面兩個參數的意思分別是:index(table在棧中的索引），key(table中數組的索引,下標從1開始） 接下來，我會通過改造上面的示例來演示這兩個API的用法。
讀取數組
因為lua_rawgeti(L,t,key)等價于：
lua_pushnumber(L, key);
lua_rawget(L, t);
因此，我們的讀取代碼可以改寫成下面這樣:
void readLuaArray(lua_State *L)
{
lua_getglobal(L, "array");
int n = luaL_len(L, -1);
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
lua_rawgeti(L, 1, i);
cout<<"readLuaArray: "<<lua_tostring(L, -1)<<endl;
lua_pop(L, 1);
}
}
修改數組
同理，lua_rawset(L,t,key)等價于
lua_pushnumber(L,key); //此時的棧 table->value->key
lua_insert(L,-2); //調用完后的棧： table->key->value (table[key]=value)
lua_rawset(L,t);
相應的修改數組的代碼可以修改為:
int writeLuaArray(lua_State *L)
{
lua_settop(L, 0);
lua_getglobal(L, "array");
//確保第一個函數一個要是一個table
luaL_checktype(L, 1, LUA_TTABLE);
int n = luaL_len(L,1);
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
char buf[256];
sprintf(buf, "hehe%d", i);
lua_pushstring(L, buf);
lua_rawseti(L, 1, i);
}
return 0;
}
C/C++操作Lua字符串
基本字符串操作
Lua C API操作字符串主要包含兩個操作：求子串（lua_pushlstring）和字符串拼接(lua_concat). 例如，我們求一個字符串s的子串[i,j]，它可以表示為：
lua_pushlstring(L, s + i, j - i + 1);
而lua_concat(L,n)則可以把當前棧頂的n個元素轉換成字符串并拼接起來，最后把結果壓入棧頂。 比如，我們想定義一個函數mycontact(…,n)可以把n個字符串拼接起來，n表示字符串的個數，那么我們的代碼可以寫成這樣:
static int l_mycontact(lua_State* L){
luaL_checktype(L, -1, LUA_TNUMBER);
int n = lua_tonumber(L, -1);
lua_pop(L, 1);
lua_concat(L, n);
return 1;
}
然后，我們需要注冊此函數到libs中去，最后在Lua里面調用此函數：
print(mylib.mycontact("zilong","shanren"," meng meng"," da",4))
輸出結果為:
zilongshanren meng meng da
格式化輸出
當我們想要往Lua里面寫入一個格式化字符串時，可以使用函數
const char *lua_pushfstring (lua_State *L, const char *fmt, ...);
另外，我們還可以使用luaL_Buffer,下面是PIL書中的示例，把Lua字符串轉換成大寫：
static int str_upper (lua_State *L) {
size_t l;
size_t i;
luaL_Buffer b;
const char *s = luaL_checklstring(L, 1, &l); //從Lua棧中取出字符串
char *p = luaL_buffinitsize(L, &b, l); //分配一塊與取出字符串同樣大小的緩沖區
for (i = 0; i < l; i++)
p[i] = toupper(uchar(s[i]));
luaL_pushresultsize(&b, l); //把緩沖區結果轉換為字符串
return 1;
}
更多的Lua Buffer操作函數如下：
void luaL_buffinit (lua_State *L, luaL_Buffer *B);
void luaL_addvalue (luaL_Buffer *B);
void luaL_addlstring (luaL_Buffer *B, const char *s, size_t l);
void luaL_addstring (luaL_Buffer *B, const char *s);
void luaL_addchar (luaL_Buffer *B, char c);
void luaL_pushresult (luaL_Buffer *B);
關于每一個函數的用法和每一個參數的含義，大家可以去Lua的Reference Manual上去查看，本文就不贅述了。
存儲Lua狀態
在C函數里面，當我們需要保存函數里面的一些狀態的時候，我們一般采用全局變量或者靜態變量的方式。但是，如果在與Lua交互時，這兩種方法都不可取。 原因有二： 1. C變量很難存儲各種各樣的Lua變量。 2. 當存在多個Lua棧的時候，就不生效了。 在Lua里面有兩種方法來存在函數內的non-local數據:registry和upvalue.
Registry方式
Register是一個Lua的全局Table，只有在Lua的C API里面可以訪問這個Table。它可以用來存儲多個Lua模塊之間的數據。 訪問Register的方式一般為：
lua_getfield(L, LUA_REGISTRYINDEX, "Key");
我們需要提供一個LUA_REGISTRYINDEX的“偽索引”來標識它在Lua棧中的位置。我們在操作這個table的時候，最好是使用字符串做為key，而不要使用數字來做為key。關于Registry更為實際的用法，我們會在下一篇文章中討論。
Upvalue方式
Upvalue主要用來存儲模塊或者函數內部的一些私有的數據，它與C語言的靜態變量有點類似。具體的用法可以參考PIL
