[Lua]Lua的面向对象程序设计

Lua中的表不仅在某种意义上是一种对象。像对象一样，表也有状态（成员变量）；也有与对象的值独立的本性，特别是拥有两个不同值的对象（table）代表两个不同的对象；一个对象在不同的时候也可以有不同的值，但他始终是一个对象；与对象类似，表的生命周期与其由什么创建、在哪创建没有关系。

local Account = {balance = 0}
function Account.withdraw(v)
    Account.balance = Account.balance - v
end
--调用方法如下：
Account.withdraw(100.00)

local a = Account
Account = nil
a.withdraw(100.00)   -- ERROR!--这种行为违背了前面的对象应该有独立的生命周期的原则。

一个灵活的方法是：定义方法的时候带上一个额外的参数，来表示方法作用的对象。这个参数经常为self或者this：

function Account.withdraw(self, v)
    self.balance = self.balance - v
end

self参数的使用是很多面向对象语言的要点。大多数OO语言将这种机制隐藏起来，这样程序员不必声明这个参数（虽然仍然可以在方法内使用这个参数）。Lua也提供了通过使用冒号操作符来隐藏这个参数的声明。我们可以重写上面的代码：

function Account:deposit(v)
    self.balance = self.balance + v
end
--调用方法如下：
a:withdraw(100.00)

冒号的效果相当于在函数定义和函数调用的时候，增加一个额外的隐藏参数。这种方式只是提供了一种方便的语法，实际上并没有什么新的内容。

类

一些面向对象的语言中提供了类的概念，作为创建对象的模板。在这些语言里，对象是类的实例。Lua不存在类的概念，每个对象定义他自己的行为并拥有自己的形状（shape）。然而，依据基于原型（prototype）的语言比如Self和NewtonScript，在Lua中仿效类的概念并不难。在这些语言中，对象没有类。相反，每个对象都有一个prototype（原型），当调用不属于对象的某些操作时，会最先会到prototype中查找这些操作。在这类语言中实现类（class）的机制，我们创建一个对象，作为其它对象的原型即可（原型对象为类，其它对象为类的instance）。类与prototype的工作机制相同，都是定义了特定对象的行为。

在Lua中，很容易实现prototypes.更明确的来说，如果我们有两个对象a和b，我们想让b作为a的prototype只需要：setmetatable(a, {__index = b})

local Account = {balance = 0}
function Account:new(o)
    o = o or {}
    setmetatable(o,{__index = self})
    return o
end
function Account:deposit (v)
    self.balance = self.balance + v
    print(self.balance)
end
a = Account:new{balance = 0}
a:deposit(100.00) --输出 100

继承

local Account = {balance = 0}
function Account:new(o)
    o = o or {}
    setmetatable(o,{__index = self})
    return o
end
function Account:deposit(v)
    self.balance = self.balance + v
    print("Account:deposit",self.balance)
end
function Account:withdraw(v)
    if v > self.balance then
        error"insufficient funds"
    end
    self.balance = self.balance - v
    print("Account:withdraw",self.balance)
end

local SpecialAccount = Account:new()
function SpecialAccount:withdraw(v)
    if v - self.balance >= self:getLimit() then
        error"insufficient funds"
    end
    self.balance = self.balance - v
    print("SpecialAccount:withdraw",self.balance)
end
function SpecialAccount:getLimit()
    print("SpecialAccount:getLimit",self.limit or 0)
    return self.limit or 0
end

local s = SpecialAccount:new{limit=1000.00}
function s:getLimit ()
    print("s:getLimit",self.balance * 0.10)
    return self.balance * 0.10
end

s:deposit(100.00)
s:withdraw(10.00)
--输出
--Account:deposit 100
--s:getLimit  10
--SpecialAccount:withdraw 90

s的表结构

多重继承

在Lua中多重继承的实现的关键在于：将函数用作__index。记住，当一个表的metatable存在一个__index函数时，如果Lua调用一个原始表中不存在的函数，Lua将调用这个__index指定的函数。这样可以用__index实现在多个父类中查找子类不存在的域。

多重继承意味着一个类拥有多个父类，所以，我们不能用创建一个类的方法去创建子类。取而代之的是，我们定义一个特殊的函数createClass来完成这个功能，将被创建的新类的父类作为这个函数的参数。这个函数创建一个表来表示新类，并且将它的metatable设定为一个可以实现多继承的__index metamethod。尽管是多重继承，每一个实例依然属于一个在其中能找得到它需要的方法的单独的类。所以，这种类和父类之间的关系与传统的类与实例的关系是有区别的。特别是，一个类不能同时是其实例的metatable又是自己的metatable。

local function search(k, plist)
    for i=1,table.getn(plist) do
        local v = plist[i][k]
        if v then return v end
    end
end
function createClass(...)
    local c = {} -- new class
    setmetatable(c,{__index = function(t, k) return search(k,arg) end})
    function c:new (o)
        o = o or {}
        setmetatable(o,{__index = c})
        return o
    end
    return c
end

local Named = {}
function Named:getname()
    return self.name
end
function Named:setname(n)
    self.name = n
end

local NamedAccount = createClass(Account, Named)
local ssaccount = NamedAccount:new{name = "Paul"}
print(ssaccount:getname())    --> Paul

私有性

用一个table表来保存数据，用另一个表table来保存函数。

其他相关内容可参看，《Lua基础(二)——表》，《Lua表相关元方法》，《Lua进阶(一)——函数闭包、元表》