LUA程序設計語言 是一個簡潔、輕量、可擴展的腳本語言。LUA讀作/'lua/（嚕啊），是葡萄牙語中"Luna"（月亮）的意思。

LUA的目標是成為一個很容易嵌入其它語言中使用的語言。大多數程序員也認為它的確做到了這一點。很多應用程序使用LUA作為自己的嵌入式腳本語言，以此來實現可配置性、可擴展性。這其中包括仙境傳說、魔獸世界、博德之門、軒轅劍外傳漢之云等。

Lua 是一種輕量語言，它的官方版本只包括一個精簡的核心和最基本的庫。這使得 Lua 體積小、啟動速度快。它用標準 C 語言編寫并以源代碼形式開放，編譯后僅僅一百余K ，可以很方便的嵌入別的程序里。和許多"大而全"的語言不一樣，網絡通訊、圖形界面等都沒有默認提供。但是 Lua 可以很容易地被擴展：由宿主語言(通常是 C 或 C++)提供這些功能，Lua 可以使用它們，就像是本來就內置的功能一樣。事實上，現在已經有很多成熟的擴展模塊可供選用。

Lua腳本可以很容易的被C/C++代碼調用，也可以反過來調用C/C++的函數，這使得Lua在應用程序中可以被廣泛應用。不僅僅作為擴展腳本，也可以作為普通的配置文件，代替XML,Ini等文件格式，并且更容易理解和維護。Lua由標準C編寫而成，代碼簡潔優美，幾乎在所有操作系統和平臺上都可以編譯，運行。一個完整的Lua解釋器不過200k，在目前所有腳本引擎中，Lua的速度是最快的。這一切 都決定了Lua是作為嵌入式腳本的最佳選擇。

Lua 有一個同時進行的JIT項目，提供在特定平臺上的即時編譯功能，這將給Lua帶來更加優秀的性能。請訪問 http://luajit.luaforge.net/ 來了解這個項目。和Python等腳本不同，Lua并沒有提供強大的庫，這是由它的定位決定的。所以Lua不適合作為開發獨立應用程序的語言。不過Lua還是具備了比如數學運算和字符串處理等基本的功能。

Lua 是一種 多重編程范式 的程序設計語言：它只提供了很小的一個特性集合來滿足不同編程范式的需要，而不是為某種特定的編程范式提供繁雜的特性支持。例如，Lua 并不提供 繼承 這個特性，但是你可以用元表來模擬它。諸如 名字空間、類 這些概念都沒有在語言基本特性中實現，但是我們可以輕易的用表結構（Lua 唯一提供的復雜數據結構）輕易模擬。

Lua 可以在運行時隨時構造出一個函數，并把它看作一個對象（正是所謂的 first class function ），這個特性可以很好的滿足 函數式編程 的需要。這是提供了這些基本的元特性，我們可以任意的對語言進行自需的改造。

Lua 原生支持的數據類型非常之少，它只提供了 數字（缺省是雙精度浮點數，可配置）、布爾量、字符串、表、函數、協程（coroutine）以及用戶自定義數據這幾種。但是其處理表和字符串的效率非常之高，加上元表的支持，我們可以高效的模擬出需要的復雜數據類型（比如集合、數組等）。

Lua 是一個動態類型語言，支持增量式垃圾收集策略。有內建的操作系統無關的協作式多線程（ corouine ）支持。

示例代碼

print "Hello, world!" 

一個比較復雜一點的例子，展示了什么是閉包（Closure）：

function create_a_counter()  
    local count = 0 
    return function()  
        countcount = count + 1  
        return count  
    end  
end 

create_a_counter()返回一個記數器，每次調用這個記數器，都會得到一個比上次大1的值。

Lua嵌入C

Lua和C程序通過一個堆棧交換數據: struct lua_State

堆棧的序號可以從棧頂和棧底計數，從棧底計數，則棧底是1,向棧頂方向遞增。從棧頂計數，則棧頂是-1,向棧底方向遞減。一般都用從棧頂計數的方式。堆棧的默認大小是20，可以用lua_checkstack修改.用lua_gettop則可以獲得棧里的元素數目。并不是說在棧頂有一個整形元素。而是計算了一下棧頂元素在棧里的正index,相當于元素數目。

Lua 調用C函數用的堆棧是臨時的，調用結束之后就被銷毀了。

如何從堆棧中獲取從Lua腳本中的參數

如果知道Lua腳本中某個全局變量的名字，可以用void lua_getglobal (lua_State *L, const char *name) 。這個函數會將name所指Lua變量的值放在棧頂.

如果是在C 函數中要獲取Lua調用函數使用的參數：

首先用lua_gettop檢查參數數量

用lua_is...類函數檢測參數的類型，做好錯誤處理

用lua_to...類函數將參數轉換為number或者string.(對Lua來說，只有這兩種簡單類型)

lua_tonumber返回的是double

lua_tostring返回的是char*

用lua_remove從棧中刪除掉元素

繼續獲取下一個元素. 因為每次都調用lua_remove,所以每次調用lua_tonumber,使用的index都將固定是-1，即棧頂。

如果lua_istable成立，那么說明棧頂是一個table.注意table是不能取出來的，只能把table里的元素一個個取出來。

首先把元素的名字壓入棧頂： lua_pushstring(L,"i"); 然后就可以用lua_gettable調用，值會放在棧頂。同時剛才壓入的元素名字被彈出。 用上面的辦法，可以把這個值取出來。記得也應該lua_remove。 如果table的某一個元素也是table，重復即可。 當table的所有元素都取完了，記住這個table本身還在堆棧里，要用lua_remove把它刪除。

如果要獲取的是一個數組(所謂數組，其實就是key是從1開始的數字序列的table,并且值類型相同),用lua_next可以遍歷這個數組：

首先lua_pushnil，壓入一個空值，然后

　　while (lua_next(L, -2) != 0)  
　　{  
　　if(lua_isnumber(L,-1)) //判斷元素類型，也可能是string  
　　{  
　　arrf.add((float)lua_tonumber(L, -1));//獲取元素的值  
　　lua_remove(L,-1);  
　　}  
　　}  
　　lua_remove(L,-1);//刪除NIL 

如何從C返回數據給Lua腳本

用lua_push...類函數壓入數據到堆棧中，并用return n;來告訴Lua返回了幾個返回值。 Lua是天生支持多個返回值的，如 x,y = Test()。 Lua會根據n從棧里取相應的數據。

如果要返回一個table:

　　lua_newtable(L);//創建一個表格，放在棧頂  
　　lua_pushstring(L, "mydata");//壓入key  
　　lua_pushnumber(L,66);//壓入value  
　　lua_settable(L,-3);//彈出key,value，并設置到table里面去  
　　lua_pushstring(L, "subdata");//壓入key  
　　lua_newtable(L);//壓入value,也是一個table  
　　lua_pushstring(L, "mydata");//壓入subtable的key  
　　lua_pushnumber(L,53);//value  
　　lua_settable(L,-3);//彈出key,value,并設置到subtable  
　　lua_settable(L,-3);//這時候父table的位置還是-3,彈出key,value(subtable),并設置到table里去  
　　lua_pushstring(L, "mydata2");//同上  
　　lua_pushnumber(L,77);  
　　lua_settable(L,-3);  
　　return 1;//堆棧里現在就一個table.其他都被彈掉了。 

如果要返回一個數組，用如下代碼：(注意那個關于trick的注釋，我在等官方的解釋。經過驗證，這個問題只在windows版本調用dll中方法的時候出現。WinCE正常)

　　lua_pushstring(L,"arri");  
　　lua_newtable(L);  
　　{  
　　//a trick:otherwise the lua engine will crash. This element is invisible in Lua script  
 
　　lua_pushnumber(L,-1);  
　　lua_rawseti(L,-2,0);  
　　for(int i = 0; i < arri.size();i++)  
　　{  
　　lua_pushnumber(L,arri[i]);  
　　lua_rawseti(L,-2,i+1);  
　　}  
　　}  
　　lua_settable(L,-3); 

這樣產生的數組可以在Lua中如下遍歷：

　　for i,v in ipairs(data.arri) do  
　　print(v)  
　　end 

或者是

　　for i=1,table.getn(data.arri) do  
　　print(data.arri[i])  
　　end 

只有數組才能這樣，name,value構成的Record不行，table.getn也只對數組有效。

由于上述代碼的高度相似性，所以很容易實現自動生成這些代碼。比如，根據C的一個struct定義：

　　typedef enum  
　　{  
　　BR_9600,  
　　BR_4800,  
　　} BaudRate;  
　　typedef struct flag  
　　{  
　　int onoff;  
　　int j;  
　　long l;  
　　double d;  
　　char* name;  
　　BaudRate rate;  
　　}flag; 

可以自動產生如下代碼：

　　bool DataToLua(flag data,lua_State *L)  
　　{  
　　lua_newtable(L);  
　　lua_pushstring(L,"onoff");  
　　lua_pushnumber(L,(double)data.onoff);  
　　lua_settable(L,-3);  
　　lua_pushstring(L,"j");  
　　lua_pushnumber(L,(double)data.j);  
　　lua_settable(L,-3);  
　　lua_pushstring(L,"l");  
　　lua_pushnumber(L,(double)data.l);  
　　lua_settable(L,-3);  
　　lua_pushstring(L,"d");  
　　lua_pushnumber(L,(double)data.d);  
　　lua_settable(L,-3);  
　　lua_pushstring(L,"name");  
　　lua_pushstring(L,data.name.c_str());  
　　lua_settable(L,-3);  
　　lua_pushstring(L,"rate");  
　　lua_pushnumber(L,(double)(int)data.rate);  
　　lua_settable(L,-3);  
　　return true;  
　　} 

LuaToData也是類似的。

如果使用面向對象的方式封裝起flag來，把DataToLua變成flag類的一個方法，就更加方便了。

C和Lua腳本互相調用舉例

首先是C的主程序初始化Lua腳本引擎，并注冊一些函數供腳本中調用：

　　//function for Lua to call  
　　//return a integer array to the script  
 
　　static int l_getarr (lua_State *L)  
　　{  
　　lua_newtable(L);//create table  
 
　　lua_pushnumber(L,1);//push the value  
 
　　lua_rawseti(L,-2,1);//set t[1]=v  
 
　　lua_pushnumber(L,2);  
　　lua_rawseti(L,-2,2);  
　　lua_pushnumber(L,3);  
　　lua_rawseti(L,-2,3);  
　　lua_pushnumber(L,4);  
　　lua_rawseti(L,-2,4);  
　　return 1;  
　　}  
　　int main()  
　　{  
　　lua_State *L = lua_open(); /* opens Lua */  
　　luaopen_base(L); /* opens the basic library */  
　　luaopen_table(L); /* opens the table library */  
　　luaopen_string(L); /* opens the string lib. */  
　　luaopen_math(L); /* opens the math lib. */  
　　lua_pushcfunction(L, l_getarr); // Register a function  
 
　　lua_setglobal(L, "getarr");  
　　if (lua_dofile(L, "testlua.lua"))//Load the script file and Run it  
 
　　{  
　　printf("run script failed\n");  
　　}  
　　else  
　　{  
　　lua_getglobal(L, "result"); //Get the global variant in Lua script  
 
　　if(lua_isnumber(L,-1))  
　　{  
　　printf("The result of the Lua script is %d\n",lua_tonumber(L,-1));  
　　}  
　　}  
　　lua_close(L);  
　　return 0;  
　　} 

腳本的代碼如下：

　　array = getarr()  
　　if array ~= nil then  
　　result = 1 
　　for i=1,table.getn(array),1 do  
　　print(array[i])  
　　end  
　　else  
　　result = 0 
　　end 

Windows環境下VS 2008中建立Lua環境

1、下載并編譯

在http://www.lua.org/download.html下載新版本的Lua，

其中Lua-all.tar.gz包括各個版本的Lua源代碼及文檔，在此使用Lua-5.1.3。

解壓Lua-5.1.3后，進入命令提示符，并導航到該目錄。

在此我的解壓目錄如下：E:\Lua-5.1.3，

在VS的命令提示符下輸入：etc/luavs.bat（此處是/不是\），或者Copy luavs.bat文件到E:\Lua-5.1.3下直接運行，編譯完成后就會在src目錄下生成：lua51.dll, lua51.lib, lua.exe, and luac.exe文件（注意，這里要求安裝VS的C++功能支持，否則編譯會失敗）。

2、集成

在VS中選擇工具(Tools)菜單下的外部工具項(External Tools)，在打開的對話框中進行如下配置：

說明：

（1）標題(Title)：就是在工具菜單下顯示的菜單項描述

（2）命令(Command)：即指定Lua解釋器，即剛才生成的Lua.exe Lua51.lib Lua51.dll Luac.exe文件所在目錄，也可以建立Copy上述文件到新的目錄，并在此指引。

（3）參數(Arguments)：可以解釋為[Lua.exe source.lua]，類似于cl.exe source.cpp，例如：E:\Source\$(ItemFileName)$(ItemExt)。其中，$(ItemFileName)表示文件名，$(ItemExt)表示文件擴展名。這兩個參數可以通過按下按鈕選擇：項文件名(Item File Name)、項擴展名(Item Extension)。

（4）初始目錄(Inital directory)：表示Lua.exe所在的目錄，如果勾選“使用輸出窗口”，這表示將使用VS2008的“輸出窗口”作為結果呈現區。

好了，配置完成，在VS中新建一個文本文件，并保存為Print.lua，輸入以下語句：

print( “Hello, Lua!” ) 

然后選擇“工具”菜單下的“Lua 解釋器”即可出現控制臺，當中顯示：Hello, Lua!

當然也可以環境變量中做個配置，以后就可以直接在控制臺下輸入Lua source.lua，以執行腳本。

庫和工具

相比Java、Python、Perl，Lua的開源工具和庫可能并不算多，但其中不乏優秀之作。以下介紹的資源均可在http://lua-users.org/wiki/LuaAddons上找到，而且絕大多數都遵循著與Lua相同的許可協議。

一、Kepler

Kepler是一個簡單且輕量的Web開發平臺(但這并不意味著只能用它來開發簡單的應用)，支持用Lua撰寫Web程序，因此相當易學易用，并且能較方便地應用在一些資源受限的系統中。由于使用ANSI C和Lua進行開發，所以它能移植到任何支持ANSI C的平臺上。

Kepler由多個Lua擴展庫組成，包括CGILua、LuaSocket、LuaFileSystem、Copas、LuaSQL、LuaLDAP、LuaExpat、LuaXMLRPC、LuaSOAP、LuaZip、Xavante等，它們可大致分為核心庫和功能支撐庫兩部分。其中核心是CGILua和LuaSocket，后者負責TCP/UDP sockets的操作，前者則可以創建動態頁面并處理web表單上的輸入數據。Kepler通過CGILua起動器(launcher)使得Web服務器能執行CGILua和Web程序并與之通信。目前的版本已經包括適合CGI、FastCGI、Apache、IIS、Tomcat、Zope的CGILua起動器，因此用Lua開發的Web程序可以在這些種類的服務器中自由遷移，只要同時安裝上對應的CGILua起動器。

LuaFileSystem是對標準Lua庫中文件讀寫功能的補充，它提供了一種可移植的方法來訪問系統的目錄結構和文件屬性。Copas則是一個基于協程的服務調度器。Xavante是一個用Lua開發的支持HTTP 1.1的Web服務器，它直接支持CGILua而無需起動器。

其它的組件提供了SQL數據庫訪問、XML解析、LDAP、SOAP、XMLRPC、ZIP文件操作等功能，用戶如果只需要其中的某些功能，可以抽出相關組件(及其所依賴的組件)來使用。

二、wxLua

GUI是開發人員花費氣力比較大的一個領域，因此簡化GUI程序的編寫一直是廣大程序員的努力方向。隨著腳本語言的興起，將動態、靈活、易用的腳本語言引入到GUI開發中是一種非常有價值的嘗試。由于復雜的GUI布局需要大量的描述信息，所以比起其它腳本來，既適合編程又適合描述數據的Lua語言在構建GUI上就具有獨特的優勢。

wxWidgets是一個著名的跨平臺C++ GUI庫，wxLua在Lua與wxWidgets之間架起了一座橋梁，通過它Lua代碼幾乎可以調用wxWidgets的所有功能。wxLua基本將wxWidgets的類體系映射到了Lua(基于原型)的對象模型中，這使得程序員能以基于對象或面向對象的風格來開發wxLua程序。一個Lua腳本的撰寫、運行、測試和修改可以非常快速，這無疑大大提高了GUI程序的開發效率，因此wxLua非常適合快速原型的構造。另外，Lua本身以及wxWidgets良好的可移植性使得相應的Lua GUI程序在許多平臺上都能順暢地運行。

三、Pluto

雖然Lua中的表能通過表構造器以Lua代碼的形式保存到文件中從而實現持久化，但當數據之間有著復雜的引用關系，并且存在循環引用、共享引用等特殊情況時，這個任務就變得相當困難與繁瑣了。Pluto持久化庫能夠為用戶解決這個難題。在它的幫助下程序員可以將任意復雜的表數據保存到特殊格式的二進制文件中以待將來恢復，庫會自動處理循環引用之類的情況。

除表之外，Pluto還支持函數(確切地說是閉包)、thread的持久化，這種能力非常有意義。大家都知道程序調試中的一個基本動作就是復現bug，但很多時候bug產生的條件是非常復雜的，依賴很多因素，開發者很難精確地構建出完全一致的運行環境。而利用Pluto對函數和thread的持久化能力，我們可以把bug發生時程序的完整運行環境保存下來，今后就可憑此方便地復現bug。另外一個重要應用是游戲進度的保存。實現游戲邏輯的Lua腳本的運行狀態能隨時寫入到文件中留待將來恢復，這使得在任何時間點保存游戲成了一件非常容易的事情。

四、LuaCOM

LuaCOM是一個支持Lua與符合COM規范的組件對象(確切一點說是自動化對象)進行交互的擴展庫。所謂交互包括了兩個方面，首先是允許Lua程序使用COM對象。LuaCOM支持注冊在系統注冊表中的COM對象的動態實例化，也支持動態訪問運行中的對象。在LuaCOM的幫助下，調用COM對象方法就象調用普通Lua函數一樣，存取屬性也與存取表的字段類似，同時它還負責Automation數據類型與Lua數據類型的自動轉換。有了這些特性，Lua程序操作COM對象就變得容易多了，再加上Lua天生的動態性，這無疑使其成了一門非常靈活的組件裝配語言。

交互的另外一個方面就是支持用Lua來實現(自動化)組件對象并提供給外部客戶使用。LuaCOM同時支持進程內和進程外組件，它提供了一些輔助函數來處理注冊、對象實例化這類事情，從而簡化了相關工作。由于LuaCOM實際上是根據Lua的表來構造一個COM對象，所以我們可以做一些非常有趣的事情：在userdata數據類型(代表不屬于Lua世界的數據結構)和動態元機制的支持下，Lua能通過表訪問各種各樣的外部數據，包括C++對象、C結構或者CORBA對象等等;LuaCOM可以很方便地將代表這些數據的表包裝成一個COM對象給外部使用，從而使得那些老邁的應用程序和庫無需太多的努力便能躋身于COM世界。

五、tolua

直接用C實現某些功能，然后將相應的函數導入到Lua中是很常見的做法。不過盡管Lua提供了與C語言交互的API，但用戶必需手工進行繁瑣的Lua棧(用于與C交換數據)操作，而且還需注意兩種語言數據類型的正確轉換。難怪有人說使用Lua的C API就象在使用匯編語言一樣。為了減輕程序員的負擔，一些C/C++ Wrapper應運而生。

tolua本身不是一個Wrapper，但它是一個Wrapper代碼自動生成器。它使用一種稱為包(package)的文件來描述要導入到Lua環境中的常量、變量、函數、類和方法，這種文件按照簡化了的C++頭文件格式編寫。使用時首先讓tolua解析包文件以生成含有相應膠水代碼的C/C++源文件。然后將生成的源文件編譯并與那些具體實現功能的目標模塊鏈接起來。

tolua雖然自動產生膠水代碼，但需另外撰寫描述文件，所以仍然不夠方便。其它一些Wrapper庫則利用C++模板元編程技術來自動生成合適的連接代碼，從而避免了額外的描述文件，比如使用boost庫的luabind。

六、LuaJIT

Lua非常高效，它運行得比許多其它腳本(如Perl、Python、Ruby)都快，這點在第三方的獨立測評中得到了證實。盡管如此，仍然會有人不滿足，他們總覺得“嗯，還不夠快!”。LuaJIT就是一個為了再榨出一點速度的嘗試，它利用JIT編譯技術把Lua代碼編譯成本地機器碼后交由CPU直接執行。LuaJIT測評報告表明，在浮點運算、循環和協程的切換等方面它的加速效果比較顯著，但如果程序大量依賴C編寫的函數，那么運行速度便不會有什么改進。目前LuaJIT只支持X86 CPU。

LuaJIT中包括一個名為Coco的庫，用戶可以單獨使用它。Coco為C函數提供了真正的協程能力，用戶能在C函數內部的任何一點將協程掛起，然后在將來用協程恢復操作返回到那一點。在標準Lua中，協程的掛起與恢復是不允許跨越C函數調用邊界的。Coco使用了一些依賴于特定系統的特性，因此在移植程序時要特別注意。

七、ChunkSpy

Lua的虛擬機字節碼指令集并非語言定義的一部分，因此官方沒有提供相應的文檔。用戶當然可以通過查看相關源代碼來獲取信息，但這畢竟不方便。

ChunkSpy是一個Lua虛擬機字節碼反匯編器，可以將一個二進制Lua代碼塊輸出為非常易讀的各種格式(詳細或簡略，帶或不帶源程序)的字節碼匯編文件。而且它還支持交互式的反匯編，用戶在敲入一行代碼后立刻就能看到對應的字節碼指令。ChunkSpy的作者寫過一篇詳細的介紹Lua5虛擬機指令的文章，名為《A No-Frills Introduction to Lua 5 VM Instructions》，你在項目主頁上能找到它。這篇文章現在已經針對最新的Lua5.1做了更正。另外，他還是Yueliang項目的開發者，這個項目采用Lua語言本身來實現Lua。從項目名來看，作者應該是個華人。

八、其它

另外一些庫與工具還包括LuaEDIT、LuaEclipse、VS’05LuaLangPack(它們都是IDE或IDE插件)，LuaWrapper、CaLua、CPB、CppLua(Wrapper庫)，LuaProfiler(性能測量工具)等，讀者可以在lua-user.org與luaforge.net網站上找到它們以及其它有用資源。

小結：初學者必備文檔：LUA新手快速學習筆記的內容介紹完了，希望通過本文的學習能對你有所幫助！