C/C++中内嵌LUA脚本、实现LUA函数的调用执行


目录

  • ​​C/C++中内嵌LUA脚本、实现LUA函数的调用执行​​
  • ​​1、LUA简介​​
  • ​​2、LUA脚本的解释器和编译器​​
  • ​​3、C环境中内嵌LUA执行LUA函数调用​​
  • ​​4、Qt内嵌LUA执行LUA函数调用​​
  • ​​5、内嵌LUA脚本在实际项目中的案例应用​​

1、LUA简介

LUA是一个脚本语言,由标准C编写而成,几乎在所有操作系统和平台上都可以编译、运行,可以很方便的嵌入到其他C/C++环境中,如Qt、VS2012等。

一般的lua脚本文件的后缀为.lua,移植lua源码异常的简单,下载源码包后,直接编译即可,因为上面我们说过了LUA是用标准C编写的,所以几乎你常见的编程环境它都能编译LUA。

LUA源码下载地址:​​http://www.lua.org/ftp/​

下载最新版5.4.4版本,解压缩源码如下:

Qt、C/C++环境中内嵌LUA脚本、实现LUA函数的调用执行_上位机


将以上这些文件除了lua.c和luac.c加入到你的开发环境中进行编译,就算移植完成了!

lua.c和luac.c中都有main函数,需要分别编译这两个我文件,其中,lua.c编译出来是解析器,luac.c编译出来是编译器。


2、LUA脚本的解释器和编译器

Q:什么是解释器和编译器?

A:

解释器:顾名思义,就是对LUA进行解释说明,能够认识出LUA脚本并运行

编译器:对LUA脚本文件进行编译,生成可以供解释器运行的LUA可执行程序

我使用lua源码包版本5.4.4在windows下编译出了可执行文件,其中:lua.exe为解释器,luac.exe为编译器。

下载地址和使用方法见:​​https://gitee.com/yzhengBTT/lua-windows​


3、C环境中内嵌LUA执行LUA函数调用

这里我使用的C开发环境是:Eclipse C/C++配合MinGW。

移植很简单的,将lua源码除了lua.c和luac.c之外,其他源码加入到工程即可。

示例代码:

/*
* main.c
*
* Created on: 2022年8月25日
* Author: hello
*/

#include "./lua-5.4.4/lua.h"
#include "./lua-5.4.4/lualib.h"
#include "./lua-5.4.4/lauxlib.h"

int clua_add(lua_State* L, int a, int b)
{
int sum = 0;

/* 函数入栈 */
lua_getglobal(L, "add");

/* 第一个函数参数入栈 */
lua_pushnumber(L, a);

/* 第二个函数参数入栈 */
lua_pushnumber(L, b);

/* 执行函数调用。2表示有两个函数形参,1表示add函数只有一个返回值,调用lua_call函数后lua自动出栈参数和函数,并将函数的执行结果入栈 */

/*
* 执行函数调用
* 2表示lua脚本中add函数需要输入两个函数参数
* 1表示lua脚本中add函数有一个返回值
* 执行完函数调用后,lua自动出栈函数和参数
*/
lua_call(L, 2, 1);

/*
* 得到函数add函数执行结果
* -1表示最后一个返回值,因为lua的函数可以返回多个值的。
*/
sum = lua_tonumber(L, -1);

/* 出栈一个数据。此时栈中存的是add函数的执行结果,所以需要出栈 */
lua_pop(L, 1);

return sum;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
int sum = 0;

lua_State* L;

L = luaL_newstate(); /* 创建一个句柄 */

luaL_openlibs(L); /* 打开lua库 */

#if 0
if(luaL_dofile(L, "./mylua.lua")) /* 从lua脚本文件 中加载lua脚本语句 */
{
printf(" 加载LUA文件失败! \r\n");
return -1;
}
#endif

if(luaL_dostring(L, (const char *)"function add(a, b) return a + b end")) /* 从字符串中加载lua脚本语句 */
{
printf(" LUA语句有误!\r\n");
return -1;
}

sum = clua_add(L, 10, 20);
printf(" sum = %d \r\n", sum);

if(luaL_dostring(L, (const char *)"function add(a, b) return a + b + 100 end")) /* 从字符串中加载lua脚本语句 */
{
printf(" LUA语句有误!\r\n");
return -2;
}

sum = clua_add(L, 10, 20);
printf(" sum = %d \r\n", sum);

lua_close(L); /* 关闭lua,清理内存 */

return 0;
}

4、Qt内嵌LUA执行LUA函数调用

移植很简单的,将lua源码文件除了lua.c和luac.c之外,加入到Qt工程即可。

我为了方便管理,将lua源码放到了一个目录里,然后放到mainwindow.cpp同文件夹下:

Qt、C/C++环境中内嵌LUA脚本、实现LUA函数的调用执行_上位机_02

在Qt工程上右键->添加已经存在的目录->选择lua-5.4.4即可将源码加入到Qt工程。

然后添加头文件包含:​​#include "./lua-5.4.4/lua.hpp"​

Qt、C/C++环境中内嵌LUA脚本、实现LUA函数的调用执行_lua_03

Qt、C/C++环境中内嵌LUA脚本、实现LUA函数的调用执行_上位机_04

然后编译工程即可。

下面是示例程序,程序比较简单,实现两数相加,单击按钮后解析lua脚本中add函数,进行两数相加操作:

点击按钮槽函数如下:

void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
int a = ui->lineEditA->text().toInt();
int b = ui->lineEditB->text().toInt();
int sum = 0;

lua_State* L = this->lua_state;

const char* luastring = ui->plainTextEdit->toPlainText().toStdString().c_str();

if(luaL_dostring(L, luastring)) /* 从字符串中加载LUA脚本 */
{
qDebug() << "LUA脚本有误!";
return;
}

/* 函数入栈 */
lua_getglobal(L, "add");

/* 第一个函数参数入栈 */
lua_pushnumber(L, a);

/* 第二个函数参数入栈 */
lua_pushnumber(L, b);

/*
* 执行函数调用
* 2表示lua脚本中add函数需要输入两个函数参数
* 1表示lua脚本中add函数有一个返回值
* 执行完函数调用后,lua自动出栈函数和参数
*/
lua_call(L, 2, 1);

/*
* 得到add函数执行结果
* -1表示最后一个返回值,因为lua的函数可以返回多个值的。
*/
sum = lua_tonumber(L, -1);

/* 出栈一个数据。此时栈中存的是add函数的执行结果,所以需要出栈 */
lua_pop(L, 1);

ui->lineEditResult->setText(QString::asprintf("%d", sum));
}

Qt、C/C++环境中内嵌LUA脚本、实现LUA函数的调用执行_c语言_05

现在我们修改LUA脚本变成a+b+100,再点击执行:

Qt、C/C++环境中内嵌LUA脚本、实现LUA函数的调用执行_lua_06

这样就实现了动态的解析LUA脚本供C/C++环境使用。


5、内嵌LUA脚本在实际项目中的案例应用

上面已经介绍了LUA脚本及内嵌入C/C++环境,那么实际的使用场景是怎样的呢?

下面就举一个实际的使用案例。

现在有一个嵌入式相关项目,使用Qt做一款上位机软件,通过串口和下位机进行通信,通信协议为modbus,下位机为各类485型传感器。

目前有一个温度传感器需要接入上位机、一个水浸入检测传感器需要接入;

水浸传感器是开关量传感器,只有0和1两种状态;

温度传感器是数字量传感器,厂家为了迎合modbus协议并且为了数据好处理,将浮点格式的温度值扩大了10倍进行传输,例如28.5度扩大10倍是285,将285通过modbus进行传输。

那么现在问题就来了,温度传感器和水浸传感器虽然通信协议是一致的,上位机通过modbus接收到传感器数据后:

如果是温度传感器的,那么需要除以10倍才能得到正确的温度值;

但是如果是水浸传感器就不用除以10倍;

而此时如果还有一个VOC传感器需要接入,并且上位机需要将读取到的VOC数值进行一个复杂的公式转换成NMHC后在显示;

这时候你就会发现,每一个传感器都有不一样的最终值计算方式,难道要将所有传感器的计算格式方式都包含进上位机中吗?

简单的加减乘除还可以包含进上位机中,如果是VOC转NMHC这种复杂计算公式的,你怎么包含进去呢?

所以,这就体现了LUA的用处!

办法如下:

在上位机中嵌入LUA,编写一个mylua.lua脚本文件,里面就一个getValue函数。

当上位机接收到传感器数值时,通过LUA提供的API函数,将该数值传入getValue.lua脚本中的getValue函数,然后在获得getValue的返回值,

而在getValue中实现了数值的转换或计算,由于getValue.lua脚本文件是独立于上位机的,可以随便更改函数体,当传感器是水浸时,getValue直接返回输入的值即可,当传感器是温度时,getValue返回输入的值除以10即可;

所以这样就实现了上位机针对不同传感器的数据处理!


end…