如何用C++做游戏
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https://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
#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。