很多人认为私有性是面向对象语言的应有的一部分。每个对象的状态应该是这个对象自己的事情。在一些面向对象的语言中,比如C++和Java你可以控制对象成员变量或者成员方法是否私有。其他一些语言比如Smalltalk中,所有的成员变量都是私有,所有的成员方法都是公有的。第一个面向对象语言Simula不提供任何保护成员机制。
如前面我们所看到的Lua中的主要对象设计不提供私有性访问机制。部分原因因为这是我们使用通用数据结构tables来表示对象的结果。但是这也反映了后来的Lua的设计思想。Lua没有打算被用来进行大型的程序设计,相反,Lua目标定于小型到中型的程序设计,通常是作为大型系统的一部分。典型的,被一个或者很少几个程序员开发,甚至被非程序员使用。所以,Lua避免太冗余和太多的人为限制。如果你不想访问一个对象内的一些东西就不要访问(If you do not want to access something inside an object, just do not do it.)。
然而,Lua的另一个目标是灵活性,提供程序员元机制(meta-mechanisms),通过他你可以实现很多不同的机制。虽然Lua中基本的面向对象设计并不提供私有性访问的机制,我们可以用不同的方式来实现他。虽然这种实现并不常用,但知道他也是有益的,不仅因为它展示了Lua的 一些有趣的角落,也因为它可能是某些问题的很好地解决方案。设计的基本思想是,每个对象用两个表来表示:一个描述状态;另一个描述操作(或者叫接口)。对 象本身通过第二个表来访问,也就是说,通过接口来访问对象。为了避免未授权的访问,表示状态的表中不涉及到操作;表示操作的表也不涉及到状态,取而代之的 是,状态被保存在方法的闭包内。例如,用这种设计表述我们的银行账号,我们使用下面的函数工厂创建新的对象:
function newAccount (initialBalance) local self = { balance = initialBalance } local withdraw = function (v) self.balance = self.balance - v end local deposit = function (v) self.balance = self.balance + v end local getBalance = function () return self.balance end return { withdraw = withdraw, deposit = deposit, getBalance = getBalance } end acc1 = newAccount(100.00) acc1.withdraw(40.00) print(acc1.getBalance()) -- 60 acc1.deposit(40) print(acc1.getBalance()) -- 100 print(acc1.balance) -- nil
首先,函数创建一个表用来描述对象的内部状态,并保存在局部变量self内。然后,函数为对象的每一个方法创建闭包(也就是说,嵌套的函数实例)。最后,函数创建并返回外部对象,外部对象中将局部方法名指向最终要实现的方法。这儿的关键点在于:这些方法没有使用额外的参数self,代替的是直接访问self。因为没有这个额外的参数,我们不能使用冒号语法来访问这些对象。函数只能像其他函数一样调用: acc1.deposit(40) acc1.getBalance()
这种设计实现了任何存储在self表中的部分都是私有的,newAccount返回之后,没有什么方法可以直接访问对象,我们只能通过newAccount中定义的函数来访问他。虽然我们的例子中仅仅将一个变量放到私有表中,但是我们可以将对象的任何的部分放到私有表中。我们也可以定义私有方法,他们看起来象公有的,但我们并不将其放到接口中。例如,我们的账号可以给某些用户取款享有额外的10%的存款上限,但是我们不想用户直接访问这种计算的详细信息,我们实现如下:
1 function newAccount (initialBalance) 2 local self = { balance = initialBalance , 3 LIM = 1314 } 4 5 local withdraw = function (v) 6 self.balance = self.balance - v 7 end 8 9 local extra = function () 10 if self.balance > self.LIM then 11 return self.balance*0.10 12 else 13 return 0 14 end 15 end 16 17 local deposit = function (v) 18 self.balance = self.balance + v 19 end 20 21 local getBalance = function () 22 return self.balance + extra() --[此处非self.extra()] 23 end 24 25 return { 26 withdraw = withdraw, 27 deposit = deposit, 28 getBalance = getBalance, 29 -- extra = extra, 30 } 31 end
这样,对于用户而言就没有办法直接访问extra函数了;如此 也就实现lua private function。
使用table来实现面向对象的编程方式,几乎可以实现所有面向对象的编程特性
但它没有也不想去实现的就是对象的私密性,也就是c++里的private、public、protected
这与lua设计的初衷有关,lua定位于小型的程序开发,参与一个工程的人不会很多,自行约束
非要实现私密性的话lua也不是不能,只是不能再使用table和元表的方式了
它可以通过如上述所写方方式实现,在闭包里定义一个table的upvalue,然后把所有闭包函数都定义在这里table里,
然后返回这个table,用key访问内部方法
使用闭包实现对象的方式比用table效率高并实现了绝对的私密性,但无法实现继承,相当于简单的小对象
甚至可以在闭包里仅定义一个方法,然后通过key来判断调用是什么方法
Tcl/Tk对它的窗口部件就使用这种方法