C語言沒有類似 lua_pushtable 和 lua_totable 的方法，這也很容易理解，因為C語言中沒有一種資料型別可以和lua中的table相對應的，那C函式怎麼操作table型別的引數或者返回table型別的結果呢，lua API中提供了一系列的操作table的函式。

void lua_createtable (lua_State *L, int narr, int nrec);  //建立一個空的table並壓入棧中，並預分配narr個array元素的空間和預分配nrec個非array元素的空間
void lua_newtable (lua_State *L); // lua_createtable的特例版，相當於呼叫 lua_createtable(L, 0, 0)
 

以上兩個方法用於建立一個lua table並壓入棧中，所以，想要返回一個table，就可以如下操作：

static int returntable(lua_State *L)
{
	lua_newtable(L);
	return 1;
}

上面程式碼返回的是一個空的table，如果需要向這個table中新增元素，API提供了幾個用於設定table元素的方法：

void lua_settable (lua_State *L, int index);
void lua_rawset (lua_State *L, int index);

void lua_setfield (lua_State *L, int index, const char *k);
void lua_rawseti (lua_State *L, int index, int n);
 

lua_settable在呼叫之前需要先壓入你要設定的 key 和 value，例如你要設定table["foo"] = "bar"，先把 "foo" 壓入棧中，再把 "bar" 壓入棧中，然後再呼叫lua_settable，index取你要設定的table在棧中的索引，呼叫完該方法後，壓入的key和value會自動被彈出棧。lua_rawset除了設定時不會觸發元表操作外和lua_settable基本相同，修改示例程式碼為table新增元素：

static int returntable(lua_State *L)
{
	lua_newtable(L);
	
	lua_pushstring(L, "foo");
	lua_pushstring(L, "bar");
	
	lua_settable(L, -3);  //由於壓入了key和value，所以此時的table索引為-3
	//lua_rawset(L, -3); 也可以使用lua_rawset
	
	return 1;  //設定後，會彈出 "foo"和 "bar", 所以此時table仍舊處在棧頂
}
 

lua_setfield簡化了lua_settable的呼叫，key不再需要壓入棧中，而是直接當作函式的第三個引數傳入，所以只需要壓入value然後呼叫方法即可，呼叫後同樣會把value從棧中彈出，lua_rawseti 和 lua_setfield類似，但是隻能設定整數型別的key，可以對於純數字索引的陣列使用。

static int returntable(lua_State *L)
{
	lua_newtable(L);
	
	lua_pushstring(L, "foo");
	lua_pushstring(L, "bar");
	
	lua_settable(L, -3);  //由於壓入了key和value，所以此時的table索引為-3
	//lua_rawset(L, -3); 也可以使用lua_rawset
	
	lua_pushstring(L, "Tom");
	lua_setfield(L, -2, "username");  //由於只壓入了value，所以table此時的索引為-2
	
	return 1; 
}

接下來實現一個用指定字元切割字串返回陣列的函式：

static int split(lua_State *L)
{
        int len;
        const char *str = lua_tolstring(L, 1, &len);
        const char *sep = lua_tostring(L, 2);
        int lastpos = -1, i = 0, key = 1;

        lua_newtable(L); //建立一個table作為返回值
        for(;i < len; i++)
        {
                if (str[i] == *sep)
                {
                        lua_pushlstring(L, str + lastpos + 1, i - lastpos - 1);  //壓入子串
                        lua_rawseti(L, -2, key);  //把子串新增進table
                        lastpos = i;
                        key++;
                }
        }
        //處理最後一個子串
        lua_pushlstring(L, str + lastpos + 1, len - lastpos - 1);
        lua_rawseti(L, -2, key);
        return 1;
}

上面程式碼使用了lua_tolstring 和 lua_pushlstring 兩個方法，可以使用第三個引數，來獲取或設定字串的長度，這個方法可以在lua中像 split("aaa,bbb,ccc", ",") 這樣呼叫，並返回一個字串陣列。

同樣，C API也提供了獲取table值得方法：

void lua_gettable (lua_State *L, int index); //獲取索引為index的table中指定key的value，key要預先壓入棧，函式呼叫結束key會被彈出棧，並把value壓入棧中
void lua_rawget (lua_State *L, int index);  // lua_gettable類似，但不涉及元表

void lua_getfield (lua_State *L, int index, const char *k); //key不需要壓入棧，直接當作第三個引數傳入，得到的value同樣會被壓入棧中
void lua_rawgeti (lua_State *L, int index, int n); // 除了不涉及元表，並且key只能為整數

下面實現一個求陣列所有元素和的方法：

static int array_sum(lua_State *L)
{
        //檢查引數是否為一個table, 如果不是返回nil
        if (!lua_istable(L, 1))
        {
                lua_pushnil(L);
                return 1;
        }
        int sum = 0;
        int len = lua_objlen(L, 1);  //返回陣列的長度

        int i = 1;  //lua table 索引從1開始
        for(; i <= len; i++)
        {
                lua_rawgeti(L, 1, i);
                sum += lua_tointeger(L, -1);
                lua_pop(L, 1);  //將剛剛獲取的元素值從棧中彈出,其實也可以不用彈棧 因為table的索引始終是1，新讀取的值始終在棧頂，也就是索引是-1，不過這是一個好的習慣
        }

        lua_pushinteger(L, sum);
        return 1;
}

lua_istable 可以檢查一個值是否為table，是返回1，否則返回0， lua_objlen 可以獲取字串或陣列的長度

以上就是C API中關於table操作的一些方法，接下來介紹一下在C程式碼中呼叫lua函式。

假設現在lua指令碼中有這樣一種需求，要求有一個array_map方法，該方法接受兩個引數，第一個引數為一個數組，第二個引數為一個函式f，用數組裡的所有元素當作引數呼叫函式f，用返回值組成一個新的陣列並返回，大致的lua指令碼像這樣：

local function double(num)
	return num * 2
end

local arr = {1, 2, 3, 4, 5}

local res = array_map(arr, double) --期望得到 {2, 4, 6, 8, 10}

那該如何用C實現這個array_map方法呢，這就需要在C程式碼中呼叫lua函式，為此，C API提供了兩個用來呼叫lua函式的方法：

void lua_call (lua_State *L, int nargs, int nresults);
int lua_pcall (lua_State *L, int nargs, int nresults, int errfunc);

這兩個方法都相對比較複雜，lua_call要求首先壓入要呼叫的lua函式，然後依次按順序壓入nargs個引數, 這時呼叫lua_call，之後這個函式和所有的引數都會從棧中彈出，最後把函式返回的nresults個結果依次壓入棧中。lua_pcall在保護模式下執行lua函式，當執行出錯時這個錯誤會被捕獲，而不會直接終止程式執行，lua_pcall的返回值是一個錯誤碼，當返回0時表示沒有錯誤，此時效果和lua_call一樣，當返回不為0時表示有錯誤，並將錯誤訊息壓入棧中，第四個引數還可以指定一個錯誤處理函式的索引，如果不指定可以傳入0值。

下面實現前面提到的array_map方法：

static int array_map(lua_State *L)
{
        //校驗引數型別
        if (!lua_istable(L, 1) || !lua_isfunction(L, 2))
        {
                lua_pushnil(L);
                return 1;
        }
        int len = lua_objlen(L, 1); //陣列的大小
        int i = 1;

        for(; i <= len; i++)
        {
                //由於方法呼叫之後會被彈出，所以呼叫之前先複製一份，pushvalue會將指定索引的值複製一份到棧頂
                lua_pushvalue(L, 2);
                lua_rawgeti(L, 1, i); //獲取陣列元素值並會壓入棧中
                lua_call(L, 1, 1);    //呼叫函式，一個引數 一個返回值,此時複製的函式和壓入的引數都會彈出，然後壓入結果
                lua_rawseti(L, 1, i);  //再把結果替換掉陣列中的原值。
        }
        lua_pushvalue(L, 1);  //把陣列複製一份放到棧頂 當作返回值
        return 1;
}

現在把本文中的所有方法放到上節中的clib.c中，重新編譯成clib.so

#include <lauxlib.h>

//編寫C函式 static使外部無法直接訪問這個函式
static int sum(lua_State *L)
{       
        int a = lua_tointeger(L, 1); //第一個加數，函式的第一個引數總是索引1
        int b = lua_tointeger(L, 2);  //第二個加數
        lua_pushinteger(L, a + b);  //壓入結果          
        return 1;                                       //返回1表示該方法只有一個返回值
}

static int split(lua_State *L)
{       
        size_t len;
        const char *str = lua_tolstring(L, 1, &len);
        const char *sep = lua_tostring(L, 2);
        int lastpos = -1, i = 0, key = 1;
        
        lua_newtable(L); //建立一個table作為返回值
        for(;i < len; i++)
        {       
                if (str[i] == *sep)
                {       
                        lua_pushlstring(L, str + lastpos + 1, i - lastpos - 1);  //壓入子串
                        lua_rawseti(L, -2, key);  //把子串新增進table
                        lastpos = i;
                        key++;
        //處理最後一個子串
        lua_pushlstring(L, str + lastpos + 1, len - lastpos - 1);
        lua_rawseti(L, -2, key);
        return 1; //返回table
}

static int array_sum(lua_State *L)
{
        //檢查引數是否為一個table, 如果不是返回nil
        if (!lua_istable(L, 1))
        {
                lua_pushnil(L);
                return 1;
        }
        int sum = 0;
        int len = lua_objlen(L, 1);  //返回陣列的長度

        int i = 1;  //lua table 索引從1開始
        for(; i <= len; i++)
        {
                lua_rawgeti(L, 1, i);
                sum += lua_tointeger(L, -1);
        }

        lua_pushinteger(L, sum);
        float aver = (float)sum / len; //平均值
        lua_pushnumber(L, aver);

        return 2;
}


static int array_map(lua_State *L)
{
        //校驗引數型別
        if (!lua_istable(L, 1) || !lua_isfunction(L, 2))
        {
                lua_pushnil(L);
                return 1;
        }
        int len = lua_objlen(L, 1); //陣列的大小
        int i = 1;

        for(; i <= len; i++)
        {
                //由於方法呼叫之後會被彈出，所以呼叫之前先複製一份，pushvalue會將指定索引的值複製一份到棧頂
                lua_pushvalue(L, 2);
                lua_rawgeti(L, 1, i); //獲取陣列元素值並會壓入棧中
                lua_call(L, 1, 1);    //呼叫函式，一個引數 一個返回值,此時複製的函式和壓入的引數都會彈出，然後壓入結果
                lua_rawseti(L, 1, i);  //再把結果替換掉陣列中的原值。
        }
        lua_pushvalue(L, 1);  //把陣列複製一份放到棧頂 當作返回值
        return 1;
}


//宣告一個luaL_Reg結構體陣列
static const struct luaL_Reg funcs[] = {
        {"sum", sum},
        {"split", split},
        {"array_sum", array_sum},
        {"array_map", array_map},
        {NULL, NULL}    // 該陣列最後一個元素始終是 {NULL, NULL}
};

int luaopen_clib(lua_State *L)
{
        luaL_register(L, "clib", funcs);        //第二個引數要和你的模組名一致
        return 1;
}

編寫lua測試指令碼：

local clib = require "clib"

local s = clib.sum(3, 99)
print(s)

print("---------------------")

local str = "aaa,bbbb,cccc,dddd,eeee"
local arr = clib.split(str, ",")

for i = 1, #arr do
        print(arr[i])
end

print("---------------------")

local arr1 = {1, 2, 3, 10}
local sum = clib.array_sum(arr1)
print("sum=", sum)

print("---------------------")

local function double(num)
        return num * 2
end
local arr2 = {1, 2, 3, 4, 5}
local res = clib.array_map(arr2, double)

for i = 1, #res do
        print(res[i])
end

執行結果：

102
---------------------
aaa
bbbb
cccc
dddd
eeee
---------------------
sum=	16
---------------------
2
4
6
8
10

篇幅所限，就寫到這裡，如果想更深入瞭解lua擴充套件的開發技術，歡迎關注後續文章。