Luabind怎么工作？

Question

我感兴趣的是Luabind包装器如何能够在没有lua_State *L的情况下传递函数而不使用Lua堆栈。

Luabind如何：

1. 数数函数参数？
2. 将函数参数链接到Lua堆栈？
3. 链接这些类

我不想像Luabind那样创建另一个绑定到其他库。我只是想知道他们是怎么做到的。只是个好奇的人。

Answer 1

问得好。我对luabind是如何做的有一些模糊的想法，但我不知道如何充分准确地回答问题。使用IDE和调试器，我开始剖析以下非常简单的部分：

struct C
{
    int i;
    int f(int x, const char* s)
};

    lua_State* L = luaL_newstate();

open(L);
module(L)
[
    class_<C>("C")
        .def_readwrite("index", &C::i)
        .def("f", &C::f)
];

首先要注意的是，L经常被传递给luabind，对open的调用在Lua状态下创建了几个全局:类型为userdata的__luabind_classes和两个函数class和property。Luabind似乎没有使用全局变量-它所需要的一切都保存在lua环境中。

现在我们到了module(L)[...]。最初的代码是最好的解释，首先是module

inline module_ module(lua_State* L, char const* name = 0)
{
    return module_(L, name);
}

很简单，这里是module_

class LUABIND_API module_
{
public:
    module_(lua_State* L_, char const* name);
    void operator[](scope s);

private:
    lua_State* m_state;
    char const* m_name;
};

因此，我们的小程序所做的是在module_类上调用运算符[]，其中包含一些定义(这是scope参数)，但是module_类知道在哪种Lua状态下操作。scope类也很有趣(有些部分省略了，有些部分稍微简化了一些)：

struct LUABIND_API scope
{
    //...
    explicit scope(detail::registration* reg);
    scope& operator,(scope s);
    void register_(lua_State* L) const;
private:
    detail::registration* m_chain;
};

scope正在构建一个detail::registration节点链接列表，该列表来自于使用operator,。因此，当您执行module(L) [class_<...>..., class_<...>...]时，继承自scope的class_使用detail::registration实例初始化其基础，然后scope的逗号运算符构建所有注册的链接列表，这将传递给module_::operator[]，后者调用scope::register_，后者将枚举该链并对所有detail::registration对象调用register_。lua_State总是传递给register_。

呼。现在，让我们看看当一个人做class_<C>("C").def("f", &C::f)时会发生什么。这将使用特定的名称构造class_<C>的一个实例，该名称位于class_中的detail::registration成员中。调用class_::def方法会写入reg结构和诸如此类的内容，但是在def调用链中有一条非常有趣的行

            object fn = make_function(
                L, f, deduce_signature(f, (Class*)0), policies);

哦，deduce_signature，我真的很想看看。现在我想取消它，但是它的工作方式是这样的:通过由boost (BOOST_PP_ITERATE和其他一些实用程序)辅助的暗预处理器魔法，为1和LUABIND_MAX_ARITY之间的每个N生成以下内容：

template <class R, class T, class A1, classA2, ..., classAN>
boost::mpl::vectorN_PLUS_2<R, T, A1, A2, ..., AN>  // type of return value
     deduce_signature(R(T::*)(A1, A2, ..., AN))
     {
          return boost::mpl::vectorN_PLUS_2<R, T, A1, A2, ..., AN>()
     }

同样，这样的函数是为1和LUABIND_MAX_ARITY之间的所有N生成的，默认情况下这是10。有几个重载来处理const方法、虚拟包装器和空闲函数等等，这意味着大约有50个deduce_signature函数在预处理器之后和编译开始之前出现在您的源代码中。从这里开始，编译器的任务是为传递给deduce_signature的函数选择正确的def重载，这将返回正确的boost::mpl::vectorX类型。从这里make_function可以做任何事情-它有一个参数类型的编译时间列表，并且通过一些更多的模板魔术，这些是计数，转换到和从Lua值等等。

这就是我要停的地方。调查依据是Luabind 0.8.1。可以随意浏览/调试Luabind的代码以获得更多的答案--这需要一些时间，但在您习惯了这种风格之后，这并不难:)祝您好运。

TL博士：魔术..。黑魔法

Answer 2

luabind为C所接受的熟悉的int luafunction(lua_State* L)原型提供了模板包装函数。本质上，lua_CFunction是为您创建的。要调用的实际C或C++函数可以存储为包装器的上值。对于C++成员函数，可以从第一个参数中提取this指针。

使用upvalue包装C函数的示例代码：

template<typename R, typename T1>
int arg1wrapper(lua_State* L)
{
    typedef R (*F)(T1);
    F func = (F)lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1));
    R retValue = func(luaToC<T1>(L, 1));
    push(L, retValue);
    return 1;
}

// example use
template<typename R, typename T1>
void push(R (*func)(T1))
{
    lua_pushlightuserdata(L, func);
    lua_pushcclosure(L, &arg1wrapper<R, T1>, 1);
}

( luaToC模板函数对于库打算支持的每个C和C++类型都是专门化的。类似地，push函数将被重载。)

您会注意到，上面这对函数只适用于一种特定类型的C函数，即具有非空返回值和单个参数的函数。可以通过将返回值操作分解成第三个专门用于void的模板来处理Void返回，但是要支持其他数量的参数，您需要一堆重载。luabind是这样做的:它对它所支持的每数量的参数都有一个重载，包括一个对于0的参数(最大值是他们选择的一些任意数字)。

(请注意，在C++0x中，可以使用可变模板来支持具有相同模板的任意数量的参数)

Answer 3

我对luabind并不熟悉，但是“包装器”的全部思想是，它构建在一些较低级别的抽象之上，封装它。luabind几乎肯定在内部使用lua_State。