对象与静态成员的lua/C++绑定

lua/C++ binding of objects with static members

本文关键字：C++ 绑定 lua 静态成员 对象      更新时间：2023-10-16

我对如何将C++类转换为Lua类非常感兴趣。我发现了一个很好的助手类-LunaWrapper（此处描述）

但在Lua中，类本身唯一持久存在的东西（这里不讨论结果对象！）似乎只有构造函数。也就是说，我不能调用任何静态函数（如果有的话）。（例如，让我们在LunaWrapper页面上描述的示例中添加一个函数：

static bool Foo::bar(const char* text)
{
    printf("in barn");
}
)

例如，我想在Lua做什么：


local foo = Foo()
foo:foo()
Foo.bar() -- this should output "in bar", but this wont work! And this is what I want.
foo.bar() -- this should also output "in bar", but this is probably going to work.

我该怎么做？

玩了一番之后，我想到了以下内容：

首先，向Luna添加另一个结构，并在类中的另一个表中定义静态函数（为了匹配LunaWrapper代码的风格，您可以使用任何您喜欢的方式来获取信息：

struct StaticRegType {
  const char *name;
  int(*mfunc)(lua_State*); // pointers to static members are C-style func pointers
                           // and are incompatible with int(T::*mfunc)() ones
};
...
static const Luna<Foo>::StaticRegType StaticRegister[];
...
const Luna<Foo>::StaticRegType Foo::StaticRegister[] = {
   { "bar", &Foo::bar },
   { 0 }
};

现在来看有趣的部分。不幸的是，事实证明，你必须对LunaWrapper进行大量更改，才能让它做你想做的事。我们将制作一个名为Foo的函数来调用构造函数，而不是制作一个名称为Foo，并用__call方法附加一个元表，这样我们就可以维护Foo（）构造函数语法（这在Luna:：Register中）：

lua_newtable(L);
... // here we'll insert our manipulations of the table
lua_setglobal(L, T::className); // setglobal will pop the table off the stack
                                // so we'll do whatever we want to it and then give it
                                // a name to save ourselves the extra lookup

创建元表并添加构造函数和垃圾收集函数：

luaL_newmetatable(L, T::className);
lua_pushstring(L, "__gc");
lua_pushcfunction(L, &Luna<T>::gc_obj);
lua_settable(L, -3);
lua_pushstring(L, "__call");
lua_pushcfunction(L, &Luna<T>::constructor);
lua_settable(L, -3);

现在我们需要添加所有的方法。我们将使用__index元方法——两个选项：1。将__index设置为一个cfunction，该函数采用我们试图从lua调用的名称并运行该函数，或者2。将__index设置为一个包含我们所有函数的表（有关这两个选项的更多信息，请参阅本文）。我更喜欢后者，因为它可以避免我们循环使用所有函数，进行令人讨厌的字符串比较，并且我们可以进行一些复制和重用Luna的闭包。然而，它确实需要我们制作一个新的staticThunk函数来处理我们的新方法：

static int staticThunk(lua_State *L) {
  int i = (int)lua_tonumber(L, lua_upvalueindex(1));
  return (*(T::StaticRegister[i].mfunc))(L);
}

注意，它要简单得多，因为我们不需要获取调用函数的对象（我也很喜欢模板抽象，让编译器处理触发对象的正确函数的细节，但这对Luna作者来说是一个很好的决定；）。

现在我们需要为__index制作一个表，并向其中添加方法。

lua_pushstring(L,"__index"));
lua_newtable(L);
// adding the normal methods is the same as in Luna (the for-loop over T::Register)
// add the static methods by going over our new StaticRegister array (remember to use
// staticThunk for them and thunk for the members
lua_settable(L, -3); // push the __index table to the metatable

快到了。。。以下是元表的技巧-我们已经构建了Foo表（即使它还没有真正命名为Foo），现在我们要将我们为对象构建的元表设置为它也是元表。通过这种方式，我们可以同时执行Foo.bar()和local foo = Foo(); foo.bar():

lua_setmetatable(L, -2); // at this point the stack contains our metatable right under
                         // our table
lua_setglobal(L, T::className); // name the darn thing

你需要做的最后一件事是去掉Luna:：constructor中与实际构建对象无关的任何东西（额外的好处-Register实际上注册了对象类型，而constructor实际上只是分配它，如果你问我的话，它应该是这样的）。我们将原来在这里的循环移到了Register函数中。我们完了！

注意：这个解决方案的一个缺点是，虽然为了方便起见，它允许您同时调用Foo.bar()和foo.bar()，但它也允许您调用Foo.foo()，这没有意义，并且在编译等效的C/C++程序时会被视为非法尝试调用成员函数，但会因Lua中的运行时错误而失败。如果你想摆脱这种行为，你必须为Foo表创建一个不包括成员函数的元表，为你创建的包含成员函数的对象创建另一个元表。

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