[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。

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

时间: 2024-10-07 14:10:49

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