實現Lua中數據類型的源碼分享

2024-07-21 23:04:27

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供稿：網友

概述

在Lua中有8種基礎類型：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread和table。可以使用函數type查看某個變量或值的類型，返回相應的類型名稱。像其他動態語言一樣，在語言中沒有類型定義的語法，每個值都攜帶了它自身的類型信息。下面將通過Lua 5.2.1的源碼來看類型的實現。

源碼實現

Lua將值表示成帶標志的聯合結構，代碼如下（lobject.h）：

 90 /*  91 ** Union of all Lua values  92 */  93 typedef union Value Value; 100 /* 101 ** Tagged Values. This is the basic representation of values in Lua, 102 ** an actual value plus a tag with its type. 103 */ 104  105 #define TValuefields  Value value_; int tt_ 400 struct lua_TValue { 401  TValuefields; 402 };

可以看出結構體有兩個成員：

一個是整型的tt_用來表示數據類型，Lua中所有的數據類型定義如下（lua.h）：

78 #define LUA_TNIL    0 79 #define LUA_TBOOLEAN    1 80 #define LUA_TLIGHTUSERDATA 2 81 #define LUA_TNUMBER   3 82 #define LUA_TSTRING   4 83 #define LUA_TTABLE   5 84 #define LUA_TFUNCTION    6 85 #define LUA_TUSERDATA    7 86 #define LUA_TTHREAD   8

可以看到實現了9種數據類型，其中把語法中userdata分為LUA_TLIGHTUSERDATA和LUA_TUSERDATA，其中前一種類型即為輕量級userdata（light userdata），輕量級userdata是一種表示C指針的值，對Lua虛擬機來說，這種數據類型不需要GC（垃圾回收），其指向的內存由用戶分配和釋放；后一種userdata類型完全userdata（full userdata），內存是由Lua虛擬機分配，并有GC機制負責處理。

結構體lua_TValue另一個數據成員是value_，它是一個聯合體，代碼如下（lobject.h）：

 96 #define numfield  lua_Number n;  /* numbers */ 103 typedef LUA_NUMBER lua_Number;(lua.h) 392 #define LUA_NUMBER   double(luaconf.h) 391 union Value {  392  GCObject *gc;  /* collectable objects */ 393  void *p;     /* light userdata */ 394  int b;      /* booleans */ 395  lua_CFunction f; /* light C functions */ 396  numfield     /* numbers */ 397 };

通過注釋，可以很容易理解每個成員的含義，但有必要對以下幾個成員說明：

numfield：用來表示所有數值，其實質對應的是double類型。包括整型也是用這個來表示。另外在Lua 5.3實現，分開了整型和浮點數的表示。

GCObject *gc：用來指向那些需要垃圾回收的對象，包括string、table、function、完全userdata和thread類型。GCObject用來表示可以垃圾回收的對象，它也是一個聯合體，其代碼如下（lstate.h）

185 union GCObject { 186  GCheader gch; /* common header */ 187  union TString ts; 188  union Udata u; 189  union Closure cl; 190  struct Table h; 191  struct Proto p; 192  struct UpVal uv; 193  struct lua_State th; /* thread */ 194 };

其中成員GCheader gch主要用于GC回收機制使用。其他成員比如TString ts才是真正存儲值的結構，而這些數據結構也會有GCheader，用于GC管理。

總的來說，Lua中各種數值類型結構如下：

lua數據類型,lua類型轉換,lua數據類型實現