将 Lua 包装到 C++ 类中的问题

Question

我在C++ 中使用Lua C API，并将其包装到一个类中，如下所示：

class LuaScripting {
public:
    lua_State *lua;

    LuaScripting();

    ~LuaScripting();

    bool execute_script(const std::string &script);
};

LuaScripting::LuaScripting() {
    lua = luaL_newstate(); /* Opens Lua */
    luaL_openlibs(lua); /* Opens the standard libraries */

    /* Register our custom function(s) */
    lua_register(lua, "write8", lua_write8);
    lua_register(lua, "write16", lua_write16);
    lua_register(lua, "write32", lua_write32);
    lua_register(lua, "read8", lua_read8);
    lua_register(lua, "read16", lua_read16);
    lua_register(lua, "read32", lua_read32);
    lua_register(lua, "math_sin", math_sin);
}

LuaScripting::~LuaScripting() {
    lua_close(lua); /* Clean up lua */
}

我正在测试如下：

int main() {
    // Disable buffering
    setbuf(stdout, nullptr);

    LuaScripting lua_scripting;
    testWritingInt8(lua_scripting);
    testWritingInt16(lua_scripting);
    testWritingInt32(lua_scripting);
    testReadingInt32(lua_scripting);
    test_math_sin(lua_scripting);

    return EXIT_SUCCESS;
}

我遇到的问题：

• 在第一个testWritingInt8() 之后调用类析构函数，即使类实例尚未超出范围，也会运行lua_close(lua)。我没有使用任何线程。为什么会这样？
• 调用lua_close(lua)时程序崩溃，为什么？
• 注释掉lua_close(lua) 后，写入测试用例成功运行，但readXX() 或math_sin() 返回一个空堆栈，尽管将一个值压入堆栈。为什么？

实施：

static int math_sin(lua_State *lua) {
    const auto value = luaL_checknumber(lua, 1);
    const auto sine_result = sin(value);
    lua_pushnumber(lua, sine_result);
    return 1;
}

测试用例：

void test_math_sin(LuaScripting &lua_scripting) {
    std::stringstream lua_script_builder;
    const auto target_value = 90.f;
    lua_script_builder << "math_sin(" << target_value << ")";
    const auto script_result = lua_scripting.execute_script(lua_script_builder.str());
    assert(script_result == LUA_OK);
    // TODO Not working
    const auto read_value = (int32_t) lua_tonumber(*lua_scripting.lua, -1);
    assert(target_value == read_value);
}

我总是使用同一个lua_State *，而且我只调用一次luaL_newstate()。

作为尝试的修复，我尝试将 lua 状态声明为非指针：

lua_State lua; // error: aggregate ‘lua_State lua’ has incomplete type and cannot be defined

但是这样做不会编译。

通过lua_State **lua 添加另一个间接级别修复了lua_close() 的崩溃问题，但没有解决任何其他问题。

Answer 1

那是因为您正在复制 LuaScripting 对象。我敢打赌testWritingInt8 是这样声明的：

void testWritingInt8(LuaScripting lua)

请注意，lua 参数不是指针或对 LuaScripting 对象的引用，它是 LuaScripting 对象。

所以当您调用testWritingInt8(lua) 时，计算机会将 LuaScripting 对象复制到一个新对象中，调用该函数，并在调用结束时销毁新对象。

现在，为什么会崩溃？好吧，您的 LuaScripting 类没有复制构造函数 (LuaScripting(const LuaScripting &))，因此编译器创建了一个默认构造函数，它只复制所有成员变量——在这种情况下，lua 指针被复制。然后，当新对象被销毁时，它会释放 Lua 状态。

解决方案：通过删除复制构造函数，使LuaScripting 对象不会被意外复制。还有赋值运算符。

// inside LuaScripting
LuaScripting(const LuaScripting &) = delete;
LuaScripting &operator =(const LuaScripting &) = delete;

然后确保通过引用传递LuaScripting 值。

如果你希望能够移动 LuaScripting 周围的对象 - 比如说，如果你想将它们存储在一个向量中，但仍然不复制它们 - 你可以定义一个 move构造函数和移动赋值运算符，这超出了这个答案的范围。

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您的math_sin 测试用例不会在堆栈上返回任何值，因为...您的脚本不会返回任何值。试试return math_sin(target_value) 而不是math_sin(target_value)。