Lua 之使用 VS 生成解释器、编译器和链接库

迈不过友情╰ 2022-06-11 02:47 505阅读 0赞

### 链接库、解释器和编译器 ###

lua 是开源的，我们可以从官网下载源代码，其源代码是用纯 c 写的，因此如果想要在 c 项目中嵌入 lua 代码很简单，只需要把 lua 的源代码包含到 c 项目里面即可。但这肯定不是最好的方式，更好的方式是把 lua 源代码编译成链接库，要使用的时候直接包含链接库和必要的头文件即可。另外，除了在 c 或其它项目中使用 lua 之外，我们可能还要单独地执行 lua 文件，甚至直接在命令行交互式地执行 lua 语句，因此还要生成相应的 lua 解释器和 lua 编译器。

### lua 解释器 ###

编译 lua 源代码之后会生成一个 lua.exe 文件，这个文件就是 lua 解释器。解释器是一个独立的可执行程序，它能够直接执行一个 lua 源文件，比如 `lua.exe hello.lua`；也能够直接执行一个 lua 语句，双击运行 lua.exe 之后会打开一个命令行窗口，在窗口中输入 `print "hello world"`，可以看到屏幕上输出了 *hello world*，即 lua 解释器执行了这条语句。lua 是一门脚本语言，和许多脚本语言一样，lua 代码并不需要经过编译就可以直接运行，解释器的作用就是直接运行源代码。  
把 lua 解释器所在的目录添加到系统环境变量，则可以在命令行中执行调用 lua 命令，命令行会通过环境变量自动找到 lua.exe 并运行它。比如我配置的环境变量

path = "...;D:\engine\lua5.3"

接下来看看如何通过 lua 源代码生成 lua 解释器，首先使用 visual studio 新建一个控制台项目，然后选择空项目

![新建项目][SouthEast]

把 lua 源代码的所有头文件包含进来

![导入头文件][SouthEast 1]

把 lua 源代码除了 luac.c 之外的所有源文件包含进来

![导入源文件][SouthEast 2]

编译项目。编译成功之后就可以在 Debug 目录下看到一个 lua.exe 文件，这就是 lua 解释器，双击它可以看到打开了一个命令行窗口，在这窗口里输入 lua 语句就可以直接执行。可能你编译之后看到的文件名不是 lua.exe，这是因为你的项目名不叫 lua，而生成的文件名和项目名是一样的。解决的办法有很多，第一种直接把项目名改成 lua；第二种直接修改生成之后的文件，把文件名改成 lua.exe 即可；第三种在项目属性里修改目标文件名，原来的配置是这样的

![目标文件名配置][SouthEast 3]

$(ProjectName) 表示的是项目名，因此默认生成的文件名和项目是一样的，我们可以手动修改成这样

![修改目标文件名][SouthEast 4]

事实上，解释器的名称不一定要是 lua.exe，只不过这是一种比较规范和习惯的叫法而已；你也完全可以叫其它的名称，只是在使用的时候要记得用你自己的名称。比如你的解释器叫 luasource.exe，配置好环境变量之后，在命令行中执行一个 hello.lua 文件，则要写

luasource hello.lua

有点别扭*\_*

### lua 编译器 ###

lua 虽然是一门解释器的脚本语言，但其实 lua 代码也是可以被编译成二进制字节码的，编译 lua 代码就需要使用到 lua 编译器 luac.exe。编译后的 lua 代码文件同样可以使用 lua 解释器来执行或者嵌入到 c 程序中，只不过它不再是源代码的格式，而是二进制文件，这可应用于代码加密。生成 lua 编译器的过程跟生成解释器的过程类似，首先新建控制台空项目

![新建项目][SouthEast]

把 lua 源代码的所有头文件包含进来

![导入头文件][SouthEast 1]

把 lua 源代码除了 lua.c 之外的所有源文件包含进来

![导入源文件][SouthEast 5]

这个过程几乎和生成解释器的过程一模一样，不同的是解释器不包含 luac.c 而包含 lua.c，而编译器不包含 lua.c 而包含 luac.c。编译之后就可以在 Debug 目录下看到一个 luac.exe；和解释器一样，你生成的文件名不一定是 luac.exe。把 luac.exe 所在目录添加到环境变量，就可以直接在 cmd 中使用 luac 命令来编译 lua 代码。建议把 lua.exe 和 luac.exe 放在同个目录下，这样只需要把这个目录添加到环境变量，就可以在命令行使用编译器和解释器了。

### lua 链接库 ###

lua 解释器和编译器可以独立执行 lua 代码或编译代码，如果我们想在 c 程序中嵌入 lua 代码，则需要 lua CAPI 的支持，也就是需要把 lua 源代码包含进来；一种比较好的方式是把 lua 源代码编译成链接库，这样每次使用的时候就不需要把源代码包含进来了。windows 上链接库分为两种，静态链接库和动态链接库，具体可参见这篇文章

[http://www.cnblogs.com/dongzhiquan/archive/2010/07/22/1994587.html][http_www.cnblogs.com_dongzhiquan_archive_2010_07_22_1994587.html]

简单来说，就是下面几点  
1. 静态链接库把所有指令都编译成 .lib 文件中。使用时要把 lib 文件和头文件包含到项目中，生成项目时地把静态链接库的所有指令链接到应用程序 exe 中去；因此应用程序会比较大，但不需要其它库的支持，单独一个 exe 文件就能执行。  
2. 动态链接库把所有指令都编译到 .dll 文件中去，另外还会生成一个导入动态库的 lib 文件，这个文件只定义了 dll 中哪个指令可以使用，并不包含实际的指令内容。使用时要把 lib 文件和头文件包含到项目中，生成项目时不会把指令链接到 exe 文件中，而是在执行时动态从 dll 文件中加载，因此应用程序会比较小，但必须把 dll 文件放在可执行文件所在目录或程序能找到的系统目录。  
3. lib 文件有两种，一种是静态链接库本身，它包含了所有编译后的指令，文件比较大；另一种是动态链接库的导入库，它只声明了动态库中哪些有哪些导出的指令，不包含实际内容，文件比较小。

#### 编译 lua 静态链接库 ####

首先，新建一个控制台项目，选择静态库，把预编译头取消

![新建静态库项目][SouthEast 6]

然后把 lua 源代码的头文件和源文件包含进来，不包含 luac.c 和 lua.c。编译之后在 Debug 下生成一个 lua.lib 文件，可以看到这个文件还是挺大的，我编译的 5.3 版本有 1M 多。

#### 编译 lua 动态链接库 ####

首先，新建一个控制台项目，选择 DLL，把预编译头取消

![新建dll项目][dll]

然后把预生成的头文件和源文件删掉，再把 lua 源代码的头文件和源文件包含进来，不包含 lua.h，lualib.h，luac.c 和 lua.c 这四个文件。  
然后打开项目属性，选择 C/C++ –> 预编译头 –> 不使用预编译头

![不使用预编译头][SouthEast 7]

再选择 C/C++ –> 预处理器 –> 预处理定义 –> 编辑 –> 添加 LUA\_BUILD\_AS\_DLL

![预处理定义][SouthEast 8]

然后编译，发现在 Debug 目录生成一个 lua.dll 和 lua.lib 文件，dll 文件有几百k，lib 文件只有几十k，比静态库要小很多。

#### 使用链接库 ####

无论是使用静态链接库还是动态链接库，都需要把相应的头文件和 lib 文件包含到项目中，头文件包括 lua.h，lua.hpp，lualib.h，luaconf.h 和 lauxlib.h 这五个。

![包含头文件][SouthEast 9]

![包含库文件][SouthEast 10]

![包含库文件][SouthEast 11]

对比一下使用静态库的应用程序和使用动态库的应用程序

![应用程序大小比较][SouthEast 12]

第一个是使用静态链接库生成的应用程序，文件比较大，但单独的 exe 文件就可以执行，不依赖于其它库文件。  
第二个是使用动态链接库生成的应用程序，文件比较小，但运行时需要找到 dll 文件。

### 写在最后 ###

这篇文章总共生成下面几个文件

*  lua 解释器 ***lua.exe***
 *  lua 编译器 ***luac.exe***
 *  lua 静态链接库 ***lua.lib***
 *  lua 动态链接库和导入库 ***lua.dll lua.lib***

最后贴一下资源管理器的目录结构

![文件结构][SouthEast 13]

![include文件夹][include]

![dll文件夹][dll 1]

![lib文件夹][lib]

把 *D://engine//lua5.3* 加入到环境变量 path，就可以在命令行使用解释器和编译器；在 C 应用程序中想要嵌入 lua 代码，如果使用静态链接库的方式，则把 include 文件夹和 lib 文件包含到项目中；如果使用动态链接库的方法，则把 include 文件夹和 dll 文件夹包含到项目中。

[SouthEast]: /images/20220611/7ce8be1d1f5743918d314950b9d6bd4f.png
[SouthEast 1]: /images/20220611/97588a9c6eda46a7b91f55fa1a07f101.png
[SouthEast 2]: /images/20220611/5223d2cd37a04c2aad525819f7e2df44.png
[SouthEast 3]: /images/20220611/7c9ae0f01739411cb6ffc544925dd287.png
[SouthEast 4]: /images/20220611/3df51903a2ab4ac0bd353615066f9cde.png
[SouthEast 5]: /images/20220611/218118ce591e46c5afab10c81d4ee524.png
[http_www.cnblogs.com_dongzhiquan_archive_2010_07_22_1994587.html]: http://www.cnblogs.com/dongzhiquan/archive/2010/07/22/1994587.html
[SouthEast 6]: /images/20220611/ef2edf8b3dc2442189953db42273f608.png
[dll]: /images/20220611/f57512764f5346fcae6de1f7df1603c0.png
[SouthEast 7]: /images/20220611/dcf86d0058e14dbebb171223a3561e91.png
[SouthEast 8]: /images/20220611/38a4a5d5002a4e0d95b48756d48bb88d.png
[SouthEast 9]: /images/20220611/e86bc8b01f7543ba9ba431f3fd775210.png
[SouthEast 10]: /images/20220611/cceabec4d2974af3acd3ebdbd9de6b88.png
[SouthEast 11]: /images/20220611/963e6c04468b4badacdb923036366d64.png
[SouthEast 12]: /images/20220611/e792efe8408048069d2a2f66d9d91c23.png
[SouthEast 13]: /images/20220611/28a2fd1a88e04a5487b196d8687125e1.png
[include]: /images/20220611/c2f1a2e674164f799c4c6748235f6e68.png
[dll 1]: /images/20220611/db61aa3ff42b4707a6f6d48afb5503d9.png
[lib]: /images/20220611/8bc477653063432a864ff8d665f4f744.png