Step By Step(userdata)

LuaではカスタムタイプでC言語コードとより効率的で柔軟に対話できます.ここでは,Luaにおけるuserdataの使い方を簡単な完全な例で学習する.なお、この例は完全にProgramming in Luaから来ている.その機能はCプログラムでLuaのブール配列を実現し,プログラムの実行効率を提供することである.次のコードとキーコメントを参照してください.   

  1 #include <lua.hpp>
  2 #include <lauxlib.h>
  3 #include <lualib.h>
  4 #include <limits.h>
  5 
  6 #define BITS_PER_WORD (CHAR_BIT * sizeof(int))
  7 #define I_WORD(i)     ((unsigned int)(i))/BITS_PER_WORD
  8 #define I_BIT(i)      (1 << ((unsigned int)(i)%BITS_PER_WORD))
  9 
 10 typedef struct NumArray {
 11     int size;
 12     unsigned int values[1];
 13 } NumArray;
 14 
 15 extern "C" int newArray(lua_State* L)
 16 {
 17     //1.             。             1.
 18     int n = luaL_checkint(L,1);
 19     luaL_argcheck(L, n >= 1, 1, "invalid size.");
 20     size_t nbytes = sizeof(NumArray) + I_WORD(n - 1) * sizeof(int);
 21     //2.     Lua userdata      。       userdata      。
 22     NumArray* a = (NumArray*)lua_newuserdata(L,nbytes);
 23     a->size = n;
 24     for (int i = 0; i < I_WORD(n - 1); ++i)
 25         a->values[i] = 0;
 26     //       myarray， key   metatable。
 27     luaL_getmetatable(L,"myarray");
 28     // userdata       myarray   table。         。
 29     lua_setmetatable(L,-2);
 30     return 1;
 31 }
 32 
 33 extern "C" int setArray(lua_State* L)
 34 {
 35     //1. Lua              userdata，               myarray   table。
 36     //            。
 37     NumArray* a = (NumArray*)luaL_checkudata(L,1,"myarray");
 38     int index = luaL_checkint(L,2) - 1;
 39     //2.                  ，      any       3   。
 40     luaL_checkany(L,3);
 41     luaL_argcheck(L,a != NULL,1,"'array' expected.");
 42     luaL_argcheck(L,0 <= index && index < a->size,2,"index out of range.");
 43     if (lua_toboolean(L,3))
 44         a->values[I_WORD(index)] |= I_BIT(index);
 45     else
 46         a->values[I_WORD(index)] &= ~I_BIT(index);
 47     return 0;
 48 }
 49 
 50 extern "C" int getArray(lua_State* L)
 51 {
 52     NumArray* a = (NumArray*)luaL_checkudata(L,1,"myarray");
 53     int index = luaL_checkint(L,2) - 1;
 54     luaL_argcheck(L, a != NULL, 1, "'array' expected.");
 55     luaL_argcheck(L, 0 <= index && index < a->size,2,"index out of range");
 56     lua_pushboolean(L,a->values[I_WORD(index)] & I_BIT(index));
 57     return 1;
 58 }
 59 
 60 extern "C" int getSize(lua_State* L)
 61 {
 62     NumArray* a = (NumArray*)luaL_checkudata(L,1,"myarray");
 63     luaL_argcheck(L,a != NULL,1,"'array' expected.");
 64     lua_pushinteger(L,a->size);
 65     return 1;
 66 }
 67 
 68 extern "C" int array2string(lua_State* L)
 69 {
 70     NumArray* a = (NumArray*)luaL_checkudata(L,1,"myarray");
 71     lua_pushfstring(L,"array(%d)",a->size);
 72     return 1;
 73 }
 74 
 75 static luaL_Reg arraylib_f [] = { 
 76     {"new", newArray},
 77     {NULL, NULL} 
 78 }; 
 79 
 80 static luaL_Reg arraylib_m [] = {
 81     {"set", setArray},
 82     {"get", getArray},
 83     {"size", getSize},
 84     {"__tostring", array2string}, //print(a) Lua       。
 85     {NULL, NULL} 
 86 };
 87 
 88 extern "C" __declspec(dllexport)
 89 int luaopen_testuserdata(lua_State* L)
 90 {
 91     //1.     ，        newArray      userdata。 Lua userdata   table      。
 92     //          ，       metatable        userdata    。
 93     luaL_newmetatable(L,"myarray");
 94     lua_pushvalue(L,-1);
 95     //2.              ，      __index      ，    arraylib_m         
 96     //   ，                           。
 97     //lua_setfield         table  。
 98     lua_setfield(L,-2,"__index");
 99     //            ，   Lua          。NULL         table       。
100     luaL_register(L,NULL,arraylib_m);
101     //          。
102     luaL_register(L,"testuserdata",arraylib_f);
103     return 1;
104 }

軽量レベルuserdata:以前はfull userdataについて説明していましたが、Luaはもう一つの軽量レベルuserdata(light userdata)を提供しています.実際,軽量レベルuserdataはCポインタの値,すなわち(void*)のみを表す.値は1つだけなので、作成する必要はありません.スタックに軽量レベルuserdataを入れる必要がある場合はlua_を呼び出します.pushlightuserdataでいいです.full userdataとlight userdataの最大の違いは、1つのfull userdataについては自身と等しいだけであり、light userdataは1つのCポインタとして表されるため、同じポインタを表すすべてのlight userdataと等しい.さらにlight userdataはゴミ収集器の管理を受けず、普通の整数数字のように使用されます.