Lua 與 C 語言互相調用完整範例教學

前言

過去在專案中接觸 Lua 腳本，多半是參考現有代碼或模仿前人寫法，對於 Lua 與 C 語言底層如何交互並未深入理解。今天決定親手寫一個完整範例，記錄從環境搭建到雙向調用的全過程，希望能幫助有相同疑惑的開發者快速入門。

實現目標：動態計算兩數之和

需求很簡單：計算 x + y。但 x 和 y 會隨時變動，若硬編碼在 C 程式裡，每次修改都得重新編譯，極不靈活。解決方案是將這兩個參數放入 Lua 腳本，由 C 程式讀取腳本並調用 Lua 定義的邏輯，再將結果回傳給 C。

步驟一：搭建 Windows 開發環境

本範例使用 Visual Studio 2005 (VS2005) 作為開發工具。Lua 庫的下載與配置網路上資源豐富，此處不贅述，重點在於專案屬性中正確設定「附加包含目錄」與「附加程式庫目錄」，並將 lua5.1.lib (或對應版本) 加入連結器輸入。

步驟二：編寫 C 邏輯代碼

核心思路：初始化 Lua 虛擬機 → 開啟標準庫 → 將 C 函數註冊為 Lua 全域函數 → 載入並執行 Lua 腳本檔 → 從 Lua 調用 C 函數並取得結果。

[cpp]
// testlua.c
#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>

extern "C" {
    #include "lua.h"
    #include "lualib.h"
    #include "lauxlib.h"
}

lua_State* L;

// C 函數原型：供 Lua 調用
int add(lua_State* L);

// C 函數實現：從堆疊取兩個整數相加並印出
int add(lua_State* L)
{
    // 從堆疊索引 1、2 取整數並做型別檢查
    int x = luaL_checkint(L, 1);
    int y = luaL_checkint(L, 2);
    printf("result:%d\n", x + y);
    return 1; // 返回值數量 (此處無返回值給 Lua，僅為演示)
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    // 1. 初始化 Lua 狀態機
    L = luaL_newstate();
    // 2. 開啟所有標準庫
    luaL_openlibs(L);

    // 3. 將 C 函數 add 推入堆疊
    lua_pushcfunction(L, add);
    // 4. 設為全域名 "ADD"，Lua 端即可用 ADD() 調用
    lua_setglobal(L, "ADD");

    // 5. 載入 Lua 腳本檔 (請依實際路徑修改)
    if (luaL_loadfile(L, "E:\\work\\vsProject\\testLua\\mylua.lua")) {
        printf("error: cannot load script\n");
        return -1;
    }

    // 6. 執行腳本 (編譯並執行全域代碼，定義 mylua 函數)
    lua_pcall(L, 0, 0, 0);

    // 7. 取得 Lua 全域函數 mylua 並執行
    lua_getglobal(L, "mylua");
    lua_pcall(L, 0, 0, 0);

    printf("hello my lua\n");
    return 0;
}

步驟三：編寫 Lua 腳本

腳本非常簡潔，定義一個 mylua 函數，內部呼叫 C 註冊的 ADD 函數兩次。

[lua]
function mylua()
    print("mylua")
    ADD(1, 2)  -- 呼叫 C 函數 add(1,2)
    ADD(3, 4)  -- 呼叫 C 函數 add(3,4)
end

執行結果與解析

編譯執行後，控制台輸出如下：

mylua
result:3
result:7
hello my lua

流程驗證成功：Lua 腳本中的 ADD(1,2) 正確關聯到 C 函數 add，參數經由 Lua 堆疊傳遞，C 端取出運算並印出結果。這個最小化範例涵蓋了「C 向 Lua 註冊函數」與「Lua 調用 C 函數」兩大核心機制，理解此流程即可舉一反三處理更複雜的數據交換與邏輯分離。