Есть ли способ программно определить в C/С++, сколько параметров ожидает функция Lua?

То, о чем вы просите, невозможно в Lua.

Вы можете определить функцию Lua с таким набором аргументов:

function f(a, b, c)
   body
end

Однако Lua не накладывает ограничений на количество аргументов, которые вы передаете этой функции.

Это действительно:

f(1,2,3,4,5)

Дополнительные параметры игнорируются.

Это также справедливо:

f(1)

Остальным аргументам присваивается значение «ноль».

Наконец, вы можете определить функцию, которая принимает переменное количество аргументов:

function f(a, ...)

В этот момент вы можете передать любое количество аргументов функции.

См. раздел 2.5.9 справочного руководства по Lua.

Лучшее, что вы можете здесь сделать, это добавить проверки к вашим функциям Lua, чтобы убедиться, что вы получаете ожидаемые аргументы.

Вы можете определить количество параметров, повышающих значений и принимает ли функция переменное количество аргументов в Lua 5.2, используя тип 'u' для заполнения nups, nparams, isvararg полей с помощью get_info(). Эта функция недоступна в Lua 5.1.

Я бы не стал делать это на стороне Lua, если только вы не полностью контролируете код Lua, который проверяете. Для функций Lua довольно часто игнорируются дополнительные аргументы, просто опуская их.

Один из примеров — когда мы не хотим реализовывать некоторые методы и используем функцию-заглушку:

function do_nothing() end

full_api = {}
function full_api:callback(a1, a2) print(a1, a2) end

lazy_impl = {}
lazy_impl.callback = do_nothing

Это позволяет сократить набор текста (и немного производительности) за счет повторного использования доступных функций.

Если вы все еще хотите выполнять проверку аргументов функции, вам необходимо статически проанализировать код. Одним из инструментов для этого является Metalua.

Нет, не в рамках стандартного Lua. А Аарон Саарела говорит, что это несколько выходит за рамки духа Lua, как я его понимаю. Путь Lua заключается в том, чтобы убедиться, что сама функция рассматривает nil как разумное значение по умолчанию (или преобразует его в разумное значение по умолчанию с помощью чего-то вроде name = name or "Bruce" перед его первым использованием), или, если разумного значения по умолчанию нет, функция должна либо выдать ошибку, либо вернуть отказ (if not name then error"Name required" end – распространенная идиома для первого, а _4  – для второго). Возлагая на сторону Lua ответственность за собственные проверки аргументов, вы получаете это преимущество независимо от того, вызывается ли функция из Lua или C.

Тем не менее, возможно, что ваши модули могут поддерживать таблицу атрибутов, индексированную функцией, которая содержит информацию, которую вам нужно знать. Конечно, это потребует обслуживания. Также возможно, что MetaLua можно использовать для добавления некоторого синтаксического сахара для создания таблицы непосредственно из объявлений функций во время компиляции. Перед вызовом функции Lua вы должны использовать ее напрямую для поиска любых доступных атрибутов и использовать их для проверки вызова.

Если вы беспокоитесь о пуленепробиваемости, вы можете захотеть контролировать среду функций, чтобы с некоторой осторожностью относиться к тому, какие глобальные переменные (если они есть) доступны для стороны Lua, и использовать lua_pcall(), а не lua_call(), чтобы вы отлавливали любые возникающие ошибки.

Информация, которую вы запрашиваете, доступна не во всех случаях. Например, функция Lua может быть реализована на C как lua_CFunction. В коде Lua невозможно отличить чистую функцию Lua от функции lua_CFunction. А в случае lua_CFunction количество параметров вообще не раскрывается, так как оно полностью зависит от способа реализации функции.

С другой стороны, вы можете предоставить разработчикам функций (будь то на чистом Lua или на C) систему для объявления того, сколько параметров ожидают их функции. После создания функции (функция f(a, b, c) end) они просто передают ее глобальной функции (register(f, 3)). Затем вы сможете получить эту информацию из своего кода на C++, и если функция не объявляет свои параметры, вернитесь к тому, что у вас есть сейчас. С такой системой вы могли бы даже рекламировать тип, ожидаемый параметрами.