lua中的面向对象编程

简单说说Lua中的面向对象

Lua中的table就是一种对象,看以下一段简单的代码:

上述代码会输出tb1 ~= tb2。说明两个具有相同值得对象是两个不同的对象,同时在Lua中table是引用类型的。我在《Lua中的模块与包》中也总结了,我们是基于table来实现的模块,在table中可以定义函数,也就是说,每个table对象都可以拥有其自己的操作。看一段代码:

上面的代码创建了一个新函数,并将该函数存入Account对象的withDraw字段中,然后我们就可以调用该函数了。不过,在函数中使用全局名称Account是一个不好的编程习惯,因为这个函数只能针对特定对象工作,并且,这个特定对象还必须存储在特定的全局变量中。如果改变了对象的名称,withDraw就再也不能工作了。例如以下代码:

这样就会出现错误。我在这里使用Account创建了一个新的对象a,当将Account赋值为nil时,应该要对a对象不产生任何影响。但是,由于在函数withDraw内部使用了Account,而不是变量a,所以就出现了错误。如果我们将withDraw函数内部的Account.balance = Account.balance – v语句修改为:a.balance = a.balance – v,这样就不会出现错误了。这就表明,当我们需要对一个函数进行操作时,需要指定实际的操作对象,即这里的a,这就需要一个额外的参数来表示该操作者,就好比C++中的this一样,只不过这里将这个关键字换成了self,换完以后的代码如下:

这样再调用,就不会出现错误了。

使用self参数是所有面向对象语言的一个核心。大多数面向对象语言都对程序员隐藏了self参数,从而使得程序员不必显示地声明这个参数。Lua也可以,当我们在定义函数时,使用了冒号,则能隐藏该参数,那么上述代码使用冒号来改下,就是下面这个样子了。

冒号的作用很简单,就是在方法定义中添加一个额外的隐藏参数,以及在一个方法调用中添加一个额外的实参。冒号只是一种语法便利,并没有引入任何新的东西;如果你愿意,你可以可以不使用self,而是在每次定义一个函数时,手动的加上self,只要你处理好了self,它们都是一样的。

这里乱乱的讲了一些Lua中的东西,主要还是说了table是一个不一样的东西,还有self。接下来,就正式进入面向对象的世界。不要忘了,上面总结的东西是非常有用的。

类是什么?一个类就是一个创建对象的模具。例如C++中,每个对象都是某个特定类的实例。在C++中,如果一个类没有进行实例化,那这个类中对应的操作,基本就是一堆“没有用”的代码;而Lua则不一样,即使你不实例化一个“类”,你照样也可以使用“类”名直接调用它的方法(对于C++,请忽视静态的方法);这说明Lua中的“类”的概念与C++这种高级语言中类的概念还是有差别的。在Lua中则没有类的概念,而我们都是通过Lua现有的支持,去模拟类的概念。在Lua中,要表示一个类,只需创建一个专用作其他对象的原型(prototype)。原型也是一种常规的对象,也就是说我们可以直接通过原型去调用对应的方法。当其它对象(类的实例)遇到一个未知操作时,原型会先查找它。

在Lua中实现原型是非常简单的,比如有两个对象a和b,要让b作为a的原型,只需要以下代码就可以完成:

设置了这段代码以后,a就会在b中查找所有它没有的操作。若将b称为是对象a的“类”,就仅仅是术语上的变化。现在我就从最简单的开始,要创建一个实例对象,必须要有一个原型,就是所谓的“类”,看以下代码:

好了,现在有了原型,那如何使用这个原型创建一个“实例”呢?接着看以下代码:

当调用Account:new时,self就相当于Account。接着,我们就可以调用Account:new来创建一个实例了。再看:

上面这段代码是如何工作的呢?首先使用Account:new创建了一个新的实例对象,并将Account作为新的实例对象a的元表。再当我们调用a:display函数时,就相当于a.display(a),冒号就只是一个“语法糖”,只是一种方便的写法。我们创建了一个实例对象a,当调用display时,就会查找a中是否有display字段,没有的话,就去搜索它的元表,所以,最终的调用情况如下:

a的元表是Account,Account的__index也是Account。因此,上面的调用也可以使这样的:

所以,其实我们可以看到的是,实例对象a表中并没有display方法,而是继承自Account方法的,但是传入display方法中的self确是a。这样就可以让Account(这个“类”)定义操作。除了方法,a还能从Account继承所有的字段。

继承不仅可以用于方法,还可以作用于字段。因此,一个类不仅可以提供方法,还可以为实例中的字段提供默认值。看以下代码:

在Account表中有一个value字段,默认值为0;当我创建了实例对象a时,并没有提供value字段,在display函数中,由于a中没有value字段,就会查找元表Account,最终得到了Account中value的值,等号右边的self.value的值就来源自Account中的value。调用a:display()时,其实就调用以下代码:

在display的定义中,就会变成这样子:

第一次调用display时,等号左侧的self.value就是a.value,就相当于在a中添加了一个新的字段value;当第二次调用display函数时,由于a中已经有了value字段,所以就不会去Account中寻找value字段了。

继承

由于类也是对象(准确地说是一个原型),它们也可以从其它类(原型)获得(继承)方法。这种行为就是继承,可以很容易的在Lua中实现。现在我们有一个类(原型,其实在Lua中说类这个概念,还是很别扭的,毕竟用C++的脑袋去想,还是觉的有点奇怪的。)CA:

现在需要从这个CA类派生出一个子类CLittleA,则需要创建一个空的类,从基类继承所有的操作:

现在,我创建了一个CA类的一个实例对象,在Lua中,现在CLittleA既是CA类的一个实例对象,也是一个原型,就是所谓的类,就相当于CLittleA类继承自CA类。再如下面的代码:

CLittleA从CA继承了new;不过,在执行CLittleA:new时,它的self参数表示为CLittleA,所以s的元表为CLittleA,CLittleA中字段__index的值也是CLittleA。然后,我们就会看到,s继承自CLittleA,而CLittleA又继承自CA。当执行s:display时,Lua在s中找不到display字段,就会查找CLittleA;如果仍然找不到display字段,就查找CA,最终会在CA中找到display字段。可以这样想一下,如果在CLittleA中存在了display字段,那么就不会去CA中再找了。所以,我们就可以在CLittleA中重定义display字段,从而实现特殊版本的display函数。

多重继承

说到多重继承,我在写C++代码的时候也用的很少,一般都是使用组合的方式解决的,对于“组合”这个概念不明白的朋友,可以阅读我的设计模式系列的文章。既然说到了Lua中的多重继承,那也总结一下,顺便开拓一下视野和知识面。

实现单继承时,依靠的是为子类设置metatable,设置其metatable为父类,并将父类的__index设置为其本身的技术实现的。而多继承也是一样的道理,在单继承中,如果子类中没有对应的字段,则只需要在一个父类中寻找这个不存在的字段;而在多重继承中,如果子类没有对应的字段,则需要在多个父类中寻找这个不存在的字段。

就像上图表示一样,Lua会在多个父类中逐个的搜索display字段。这样,我们就不能像单继承那样,直接指定__index为某个父类,而是应该指定__index为一个函数,在这个函数中指定搜索不存在的字段的规则。这样便可实现多重继承。这里就出现了两个需要去解决的问题:

  1. 保存所有的父类;
  2. 指定一个搜索函数来完成搜索任务。

对于以上的多重继承,我们来看一段头疼的代码:

-- 在多个父类中查找字段k
local function search(k, pParentList)
    for i = 1, #pParentList do
        local v = pParentList[i][k]
        if v then
            return v
        end
    end
end

function createClass(...)
    local c = {} -- 新类
    local parents = {...}

    -- 类在其元表中搜索方法
    setmetatable(c, {__index = function (t, k) return search(k, parents) end})

    -- 将c作为其实例的元表
    c.__index = c

    -- 为这个新类建立一个新的构造函数
    function c:new(o)
        o = o or {}
        setmetatable(o, self)

        -- self.__index = self 这里不用设置了,在上面已经设置了c.__index = c
        return o
    end

    -- 返回新的类(原型)
    return c
end

-- 一个简单的类CA
local CA = {}
function CA:new(o)
    o = o or {}
    setmetatable(o, {__index = self})
    self.__index = self
    return o
end

function CA:setName(strName)
    self.name = strName
end

-- 一个简单的类CB
local CB = {}
function CB:new(o)
    o = o or {}
    setmetatable(o, self)
    self.__index = self
    return o
end

function CB:getName()
    return self.name
end

-- 创建一个c类,它的父类是CA和CB
local c = createClass(CA, CB)

-- 使用c类创建一个实例对象
local objectC = c:new{name = "Jelly"}

-- 设置objectC对象一个新的名字
objectC:setName("JellyThink")
local newName = objectC:getName()
print(newName)

代码虽然头疼,但是还的继续看。首先大体阅读一下上面的代码,看不懂不要紧。现在我来解释上面的代码。

  1. 使用createClass创建了一个类(原型),将CA和CB设置为这个类(原型)的父类(原型);在创建的这个类(原型)中,设置了该类的__index为一个search函数,在这个search函数中寻找在创建的类中没有的字段;
  2. 创建的新类中,有一个构造函数new;这个new和之前的单继承中的new区别不大,很好理解;
  3. 调用new构造函数,创建一个实例对象,该实例对象有一个name字段;
  4. 调用object:setName(“JellyThink”)语句,设置一个新的名字;但是在objectC中没有这个字段,怎么办?好了,去父类找,先去CA找,一下子就找到了,然后就调用了这个setName,setName中的self指向的是objectC;设置以后,就相当于修改了objectC字段的name值;
  5. 调用objectC:getName(),objectC还是没有这个字段。找吧,CA也没有,那就接着找,在CB中找到了,就调用getName,在getName中的self指向的是objectC。所以,在objectC:getName中返回了objectC中name的值,就是“JellyThink”。

还有什么?什么也没有了,对于多重继承,貌似看起来很难,很麻烦,其实也就这么点东西。不懂的话,再来一遍。

我拿什么保护你

我们都知道,在C++或Java中,对于类中的成员函数或变量都有访问权限的。public,protected和private这几个关键字还认识吧。那么在Lua中呢?Lua中是本身就是一门“简单”的脚本语言,本身就不是为了大型项目而生的,所以,它的语言特性中,本身就没有带有这些东西,那如果非要用这样的保护的东西,该怎么办?我们还是“曲线救国”。思想就是通过两个table来表示一个对象。一个table用来保存对象的私有数据;另一个用于对象的操作。对象的实际操作时通过第二个table来实现的。为了避免未授权的访问,保存对象的私有数据的表不保存在其它的table中,而只是保存在方法的closure中。看一段代码:

这种设计给予存储在self table中所有东西完全的私密性。当调用newObject返回以后,就无法直接访问这个table了。只能通过newObject中创建的函数来访问这个self table;也就相当于self table中保存的都是私有的,外部是无法直接访问的。大家可能也注意到了,我在访问函数时,并没有使用冒号,这个主要是因为,我可以直接访问的self table中的字段,所以是不需要多余的self字段的,也就不用冒号了

时间: 2024-10-06 02:33:15

lua中的面向对象编程的相关文章

Lua语言基础汇总(12)-- Lua中的面向对象编程

简单说说Lua中的面向对象 Lua中的table就是一种对象,看以下一段简单的代码: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 local tb1 = {a = 1, b = 2} local tb2 = {a = 1, b = 2} local tb3 = tb1   if tb1 == tb2 then      print("tb1 == tb2") else      print("tb1 ~= tb2") end   tb3.a = 3 pri

Cocos2d-x 脚本语言Lua中的面向对象

Cocos2d-x 脚本语言Lua中的面向对象 面向对象不是针对某一门语言,而是一种思想.在面向过程的语言也能够使用面向对象的思想来进行编程. 在Lua中,并没有面向对象的概念存在,没有类的定义和子类的定义.但相同在Lua中能够利用面向对象的思想来实现面向对象的类继承. 一.复制表的方式面向对象 --Lua中的面向对象 --[[ 复制表方式面向对象 參数为一张表.通过遍历这张表取值,赋给一张空表,最后返回新建的表.来达到克隆表 ]] function clone(tab) local ins =

[转]Lua中的面向对象实现方法

面向对象不是针对某一门语言,而是一种思想,在面向过程的语言也可以使用面向对象的思想来进行编程.在Lua中,并没有面向对象的概念存在,没有类的定义和子类的定义,但同样在Lua中可以利用面向对象的思想来实现面向对象的类继承. 一.复制表的方式面向对象 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

【游戏开发】在Lua中实现面向对象特性——模拟类、继承、多态

一.简介 Lua是一门非常强大.非常灵活的脚本语言,自它从发明以来,无数的游戏使用了Lua作为开发语言.但是作为一款脚本语言,Lua也有着自己的不足,那就是它本身并没有提供面向对象的特性,而游戏开发是一项庞大复杂的工程,如果没有面向对象功能势必会为开发带来一定的不便.不过幸好Lua中有table这样强大的数据结构,利用它再结合元表(metatable),我们便可以很方便地在Lua中模拟出类.继承和多态等面向对象编程具有的特性. 二.前提知识 按照惯例,我们还是先来熟悉一下必要的前提知识,以便方便

python中的面向对象编程

在python中几乎可以完成C++里所有面向对象编程的元素. 继承:python支持多继承: class Derived(base1, base2, base3): pass 多态:python中的所有实例方法都是virtual类型的 封装: 这个比较特殊,C++编程中一直强调得比较多的是:为了隐藏实现,所有的成员变量都要是private类型的,还有那些仅与实现相关的,不作为外部接口的方法都要定义成private类型的(或者protected).但是在python里面,并不存在真正的私有类型,根

深入理解javascript中实现面向对象编程方法

介绍Javascript中面向对象编程思想之前,需要对以下几个概念有了解: 1. 浅拷贝和深拷贝:程序在运行过程中使用的变量有在栈上的变量和在堆上的变量,在对象或者变量的赋值操作过程中,大多数情况先是复制栈上的信息,这样就会出现以下情况,如果变量是对象,那么这一操作,复制的只是真正对象所在 的堆内存空间的起始地址,这就是所谓的浅拷贝,如果是深拷贝,则是在内存堆空间中重新分配一个内存,并把分配的内存的起始地址复制过去. 2. 引用类型数据和值类型数据:谈到引用类型数据和值类型数据,自然而然的联想到

Perl中的面向对象编程

一.模块简介 模块(module)就是Perl包(package).Perl的对象基于对包中数据项的引用. 在用其它语言进行面向对象编程时,先声明一个类然后创建该类的对象(实例),特定类所有对象的行为方式是相同的,由类方法确定,可以通过定义新类或从现存类继承来创建类. 类是一个Perl包,其中包含提供对象方法的类: 方法是一个Perl子程序,类名是其第一个参数: 对象是对类中数据项的引用. 二.Perl中的类 一个Perl类是一个包.Perl5用双冒号(::)来标识基本类和继承类(之类). Pe

JavaScript中的面向对象编程,详解原型对象及prototype,constructor,proto,内含面向对象编程详细案例(烟花案例)

面向对象编程: 面向:以什么为主,基于什么模式 对象:由键值对组成,可以用来描述事物,存储数据的一种数据格式 编程:使用代码解决需求 面向过程编程: 按照我们分析好的步骤,按步骤解决问题 优点:性能比面向对象高,适合跟硬件联系很紧密的东西 缺点:没有面向对象那么容易维护,复用,扩展 面向对象编程: 把事务分解成一个个对象,然后由对象之间分工与合作,分工明确,每一个对象都是功能中心 面向对象特性:封装性.继承性 .多态性 封装性:将一个功能封装起来,小封装 将多个函数封装起来,整体封装起来形成一个

基于表的Lua原生支持面向对象编程在GUI中的使用示例

http://blog.csdn.net/cnjet/article/details/5974212 lua真的有很多神奇的用法,下面是一个基于表的形式实现的对于GUI的定义.支持事件响应等. 可以在线(http://www.lua.org/cgi-bin/demo)测试运行效果. [cpp] view plaincopy -- Canvas Canvas = { ["frame_msg.OFrame"] = { skin="Engine//Standard.OSkin1St