用 Lua 程式設計：24.2 - Lua 程式語言

第一版是為 Lua 5.0 編寫的。雖然在很大程度上仍然適用於後續版本，但還是有一些差異。
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24.2 – 堆疊

在嘗試在 Lua 和 C 之間交換值時，我們會遇到兩個問題：動態類型系統和靜態類型系統之間的不匹配，以及自動記憶體管理和手動記憶體管理之間的不匹配。

在 Lua 中，當我們撰寫 a[k] = v 時，k 和 v 都可以有數種不同的類型（甚至 a 也可能因為元表而有不同的類型）。然而，如果我們要在 C 中提供此操作，任何 settable 函式都必須有固定的類型。我們需要數十個不同的函式來執行此單一操作（每個函式對應三個引數的每種類型組合）。

我們可以透過在 C 中宣告某種聯合類型（讓我們稱之為 lua_Value）來解決此問題，它可以表示所有 Lua 值。然後，我們可以宣告 settable 為

    void lua_settable (lua_Value a, lua_Value k, lua_Value v);

此解決方案有兩個缺點。首先，將如此複雜的類型對應到其他語言可能很困難；Lua 的設計不只可以輕鬆與 C/C++ 介接，也可以與 Java、Fortran 等介接。其次，Lua 會進行垃圾回收：如果我們在 C 變數中保留 Lua 值，Lua 引擎無法得知此用途；它可能會（錯誤地）假設此值是垃圾並加以回收。

因此，Lua API 沒有定義任何類似 lua_Value 的類型。相反地，它使用抽象堆疊在 Lua 和 C 之間交換值。此堆疊中的每個插槽都可以容納任何 Lua 值。每當您想要從 Lua 要求值（例如，全域變數的值）時，您會呼叫 Lua，它會將所需的值推入堆疊。每當您想要傳遞值給 Lua 時，您會先將值推入堆疊，然後呼叫 Lua（它會彈出值）。我們仍然需要不同的函式將每個 C 類型推入堆疊，以及不同的函式從堆疊取得每個值，但我們避免了組合爆炸。此外，由於此堆疊是由 Lua 管理，垃圾回收器知道 C 使用哪些值。

API 中幾乎所有函式都使用堆疊。正如我們在第一個範例中所見，luaL_loadbuffer 會將其結果留在堆疊中（已編譯的區塊或錯誤訊息）；lua_pcall 會從堆疊取得要呼叫的函式，並將任何偶發的錯誤訊息留在堆疊中。

Lua 以嚴格的 LIFO 規律（後進先出；也就是說，總是透過頂端）來操作此堆疊。當您呼叫 Lua 時，它只會變更堆疊的最上層部分。您的 C 程式碼有更多自由度；特別是，它可以檢查堆疊內的任何元素，甚至可以在任何任意位置插入和刪除元素。