勿用屠龙来杀猪-论如何正确整合Lua与C++

经常有人问到关于Lua的问题是“Lua如何能使用C++的成员变量?”“Lua如何调用C++类的成员函数?”“C++的复杂数据结构(如数组)如何传递进入Lua让Lua可以使用?”

这些问题之频繁,几乎每天都可以看到。问题的起源也很简单,这些提问者大多是C++程序员,公司需要使用Lua,他们就想如何能够“完美无缝”整合C++和Lua。

如果在谷歌中文(google.cn)搜索Lua关键字,第一页大概前五六个网址中会有云风的这篇文字《Lua 不是 C++》,里面的结论部分十分精彩:

对于那些新接触 lua 的 C/C++ 程序员来说,我的第一条建议通常是:看看 lisp/scheme 吧,可能 lua 的血统里,scheme 的成分比 C 更多一些。要不玩一下 Haskell ,增进对函数式编程的了解。C++ 借助 template 是可以玩玩函数式编程,但很少有人真的去用。进入 lua 的领域后,你得正正经经的理解一下了。

Lua与C++不是一种语言,Lua的产生也不是为了让C++这个大奶高兴,它的地位是独立的。

我在twitter上发了这样一些感慨:

感觉这里面有百分之五十的问题都是c++如何导出所有类型给lua,lua如何调用c++成员变量、类成员、内部函数。这些人太纠结了!思路不对,就跟把c++当做高级c来使用一样。展开一点说,这种用法的来源,首先是设计人员脑子不清楚了,lua与c++的边界完全混在一起,没有把接口最小化,以及适当简化,就是c++完全贴到lua上。清晰地api(通用意义上的),就是定义适当的操作,可以扩展,但是不过分耦合。lua和c++应该是哑铃状连接,而不是水桶。

为什么Lua与C++无缝整合有问题,原因很简单:任何一个有经验的程序员都知道,如果两个系统之间是紧密相连到成员函数成员变量都可以随便调用,那么这两个系统的耦合度一定是相当高,容易出现的问题就是难扩展、难修改、难维护。这两个系统不如直接整成一个系统算了。

如何正确使用Lua与C++?

首先第一个问题是,你的系统谁是主导?Lua还是C++?首先搞清楚这个问题。因为主导的部分代码将作为框架出现,负责调用或者响应事件、逻辑。如果Lua与C++的代码都做同样的工作,那么这个系统的设计是有问题的。

第二个问题是,你的系统里面,作为主导部分想开放那些接口?(我们姑且认为Lua与C++的中间连接部分为接口interface)。两个系统之间,不需要完全整合,只要开放必要的接口或者说是API即可。在著名的《Designing Qt-Style C++ APIs》中,作者Matt总结了下面6个优秀API的特点:

总而言之,Lua本身有它自身的特点,如函数式编程,尾调用,变量无类型等等,这些特点与C++是截然不同的,如果你非要把C++与Lua弄得无缝整合,将来一定会因为这个高耦合产生各种各样的问题。

就如我在twitter中说的那样:编程弄得这么纠结,何必呢?!

《勿用屠龙来杀猪-论如何正确整合Lua与C++》有3个想法

  1. 接口设计应该简单,易记,易懂。单一系统的多语言编程要搞清楚主次位置,调用最好是单方向的。不要互相纠缠,高复杂化。

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