function - Luabind 是如何工作的？

Question

我对 Luabind 包装器如何在没有 lua_State *L 的情况下传递函数感兴趣。并且不使用 Lua 堆栈。

Luabind 如何:

计算函数参数？

将函数参数链接到 Lua 堆栈？

链接这些类(class)

我不是想创建另一个像 Luabind 这样的绑定(bind)到其他库。我只是想知道他们是怎么做到的。只是一个好奇的人。

Answer 1

好问题。我对 luabind 的工作方式有一些模糊的概念，但我没有足够的知识来完整准确地回答。借助 IDE 和调试器，我开始剖析以下非常简单的部分:

struct C
{
    int i;
    int f(int x, const char* s)
};

    lua_State* L = luaL_newstate();

open(L);
module(L)
[
    class_<C>("C")
        .def_readwrite("index", &C::i)
        .def("f", &C::f)
];

首先要注意的是 L大量传递给 luabind，调用 open在 Lua 状态中创建一些全局变量:__luabind_classes userdata 类型和两个函数 class和 property . Luabind 似乎没有使用全局变量——它需要的一切都保存在 lua 环境中。

现在我们到达 module(L)[...] .原始代码是最好的解释，这里首先是module :

inline module_ module(lua_State* L, char const* name = 0)
{
    return module_(L, name);
}

很简单，这里是 module_ :

class LUABIND_API module_
{
public:
    module_(lua_State* L_, char const* name);
    void operator[](scope s);

private:
    lua_State* m_state;
    char const* m_name;
};

所以我们的小程序所做的是在 module_ 上调用 operator []。具有一些定义的类(即 scope 参数)，但 module_类知道在哪个 Lua 状态下运行。 scope类也很有趣(有些部分被省略了，有些部分稍微简化了):

struct LUABIND_API scope
{
    //...
    explicit scope(detail::registration* reg);
    scope& operator,(scope s);
    void register_(lua_State* L) const;
private:
    detail::registration* m_chain;
};

scope正在构建 detail::registration 的链表节点，该列表来自使用 operator, .所以当一个人做module(L) [class_<...>..., class_<...>...] , class_继承自 scope用 detail::registration 初始化它的基数实例，然后是 scope 的逗号运算符建立一个所有注册的链表，传递给 module_::operator[]调用 scope::register_依次枚举链并调用 register_所有这些detail::registration对象。 lua_State总是传递给 register_ .

呸。现在让我们看看当一个人这样做时会发生什么class_<C>("C").def("f", &C::f) .这构造了 class_<C> 的实例detail::registration 中的某个名称成员(member) class_ .调用class_::def方法写入 reg 结构等等，但这里有一个非常有趣的行，位于 def 的调用链中。 :

            object fn = make_function(
                L, f, deduce_signature(f, (Class*)0), policies);

哦，deduce_signature ，我真的很想看看。现在我想取消它，但它的工作方式是这样的:通过由 boost ( BOOST_PP_ITERATE 和其他一些实用程序) 辅助的暗预处理器巫术，为 1 和 LUABIND_MAX_ARITY 之间的每个 N 生成以下内容:

template <class R, class T, class A1, classA2, ..., classAN>
boost::mpl::vectorN_PLUS_2<R, T, A1, A2, ..., AN>  // type of return value
     deduce_signature(R(T::*)(A1, A2, ..., AN))
     {
          return boost::mpl::vectorN_PLUS_2<R, T, A1, A2, ..., AN>()
     }

同样，为 1 和 LUABIND_MAX_ARITY 之间的所有 N 生成这样的函数，默认情况下为 10。有几个重载来处理 const 方法、虚拟包装器和自由函数等，这意味着大约有 50 deduce_signature在预处理器之后和编译开始之前最终出现在您的源代码中的函数。从那里，编译器的工作就是选择正确的 deduce_signature传递给 def 的函数重载这将返回正确的 boost::mpl::vectorX 类型。从那里 make_function可以做任何事情——它有一个参数类型的 [compile time] 列表，并通过更多的模板魔术来计算这些参数类型，并与 Lua 值相互转换等等。

这就是我要停下来的地方。调查基于 Luabind 0.8.1。随意浏览/调试 Luabind 的代码以获得更多答案 - 这需要一些时间，但在你习惯了这种风格后并不难 :) 祝你好运。

TL;DR: 魔法……黑魔法