lua添加面向对象

目标：实现一个class函数，给lua添加面向对象的特性

基础：和编译型的面向对象语言不同，在lua中不存在类的定义这样一个概念，不管是类的定义还是类的实例都需要通过lua table来模拟。我们实现的lua面向对象是prototype方式的，即类是一个lua table，这个table 定义了类实例的原型， 类的实例则是基于这个原型的另一个lua table。

关键：实现Lua面向对象可以分解为类的定义和类的实例化两个问题。类的定义主要是实现继承，即怎么让子类拥有父类的方法集。类的实例化需要解决实例如何共享类的方法集，但独享自己的成员变量实例。

方案：子类在定义时复制所有基类的方法，在实例化时将该类作为metatable的__index赋值给实例。这就是cocos2dx里面的lua class的实现。

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function class(classname, super)       local cls = {}       if super then --复制基类方法          cls = {}          for k,v in pairs(super) do cls[k] = v end          cls.super = super      else          cls = {ctor = function() end}      end      cls.__cname = classname      cls.__index = cls      function cls.new(...) --实例化          local instance = setmetatable({}, cls)          instance.class = cls          instance:ctor(...)          return instance      end      return cls  end  

在这个实现方式中，所有子类的实例都共享了类原型中的方法。设想我们在类ClassA中定义了方法A，当调用实例的方法A时，lua解释器会先在实例table里面找方法A，因为我们没有在实例中添加方法，自然是找不到，于是解释器会通过实例的metatable里面的__index字段来找方法A，这个__index字段其实就是类原型，于是方法A被找到调用成功了。现在我们调用实例的方法B, B不是在ClassA中定义的，而是在ClassA的基类ClassB中定义的，由于ClassA在定义的时候已经把基类ClassB的方法全部复制了一遍，所以解释器仍然可以成功调用到B，继承实现了。

但是这个实现有个严重的问题，类的成员变量没有继承下来。看下面一个测试：

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BaseClass = class("BaseClass", nil)  function BaseClass:ctor(param)       print("baseclass ctor")       self._param = param       self._children = {}  end  function BaseClass:addChild(obj)       table.insert(self._children, obj)  end  DerivedClass = class("DerivedClass", BaseClass)  function DerivedClass:ctor(param)       print("derivedclass ctor")  end  local instance = DerivedClass.new("param1")  instance:addChild("child1")  

运行这个测试，我们会得到两行输出：

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derivedclass ctor  bad argument #1 to 'insert' (table expected, got nil)  

self._children为什么是nil呢？从输出我们看出子类的实例确实成功调用了父类的addChild方法，但是这个方法调用失败了，因为self._children是nil。再细看我们发现基类的构造函数根本没有调用，我们的self._children = {}是放在基类的构造函数里面的，没有调用基类的构造函数自然self._children是nil了。

好，看来这个class实现不完美，我们做一个修补，在子类的构造里面调用一下父类的构造函数。

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function DerivedClass:ctor(param)       self.super:ctor(param)       print("derivedclass ctor")  end  

再次运行测试，我们得到了三行输出：

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baseclass   ctorderivedclass  ctorclasstest1.lua:32: bad argument #1 to 'insert' (table expected, got nil)  

这回基类的构造函数成功调用了，可为什么self._children依然是nil？

把instance的内容dump出来我们发现调用了基类的构造函数后_children被添加到基类的原型中去了，并没有添加到我们子类的实例中，这样在子类实例的self中去找_children自然是找不到了。

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<1>{    class = <2>{      __cname = "DerivedClass",      __index = <table 2>,      addChild = <function 1>,      ctor = <function 2>,      new = <function 3>,      super = <3>{        __cname = "BaseClass",        __index = <table 3>,        _children = <4>{},        _param = <table 1>,        addChild = <function 1>        ctor = <function 4>,        new = <function 5>      }    },    <metatable> = <table 2>  }  

基类的原型中根本不应该有成员变量，所以我们这个修补并不是我们想要的。当然我们这样改就没有问题了：

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function DerivedClass:ctor(param)       self._children = {}       print("derivedclass ctor")  end  

可是如果在基类中定义好的成员在子类中还要定义一遍，这可不是我们想要的面向对象啊。看来cocos2dx的lua class 实现是有问题的。

修正：上面方法的类定义部分其实没有问题，但是实例化部分粗糙了。调用基类的构造函数时所使用的self指的是基类的原型table，而我们希望的是指向实例table，原型只需要提供方法，不需实例化成员变量，于是我们想到了做如下修改。

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function class(classname, super)       local cls = {}       if super then          cls = {}          for k,v in pairs(super) do cls[k] = v end          cls.super = super      else          cls = {ctor = function() end}      end      cls.__cname = classname      cls.__index = cls      function cls.new(...)          local instance = setmetatable({}, cls)          local create          create = function(c, ...)               if c.super then -- 递归向上调用create                    create(c.super, ...)               end               if c.ctor then                    c.ctor(instance, ...)               end          end          create(instance, ...)          instance.class = cls          return instance      end      return cls  end  

再运行测试，我们得到了正确的结果。打印出子类实例的结构，我们看到_children现在是实例table的成员变量了：

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<1>{    _children = <2>{ "child1" },    _param = "param1",    class = <3>{      __cname = "DerivedClass",      __index = <table 3>,      addChild = <function 1>,      ctor = <function 2>,      new = <function 3>,      super = <4>{        __cname = "BaseClass",        __index = <table 4>,        addChild = <function 1>,        ctor = <function 4>,        new = <function 5>      }    },    <metatable> = <table 3>  }  

cocos2dx-lua function.lua 定义了class方法，让lua实现继承像传统语言一样漂亮和方便

看定义

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print?

function class(classname, super)      local superType = type(super)      local cls      --如果父类既不是函数也不是table则说明父类为空      if superType ~= "function" and superType ~= "table" then          superType = nil          super = nil      end      --如果父类的类型是函数或者是C对象      if superType == "function" or (super and super.__ctype == 1) then          -- inherited from native C++ Object          cls = {}          --如果父类是表则复制成员并且设置这个类的继承信息          --如果是函数类型则设置构造方法并且设置ctor函数          if superType == "table" then              -- copy fields from super              for k,v in pairs(super) do cls[k] = v end              cls.__create = super.__create              cls.super    = super          else              cls.__create = super              cls.ctor = function() end          end          --设置类型的名称          cls.__cname = classname          cls.__ctype = 1          --定义该类型的创建实例的函数为基类的构造函数后复制到子类实例          --并且调用子数的ctor方法          function cls.new(...)              local instance = cls.__create(...)              -- copy fields from class to native object              for k,v in pairs(cls) do instance[k] = v end              instance.class = cls              instance:ctor(...)              return instance          end      else          --如果是继承自普通的lua表,则设置一下原型，并且构造实例后也会调用ctor方法          -- inherited from Lua Object          if super then              cls = {}              setmetatable(cls, {__index = super})              cls.super = super          else              cls = {ctor = function() end}          end          cls.__cname = classname          cls.__ctype = 2 -- lua          cls.__index = cls          function cls.new(...)              local instance = setmetatable({}, cls)              instance.class = cls              instance:ctor(...)              return instance          end      end      return cls  end  

写个测试代码，注意出错的部分

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print?

local Base = class('Base')  Base.__index = Base  function Base:ctor(id)      print('Base:ctor',id)      self.id = id  end  local ExtBase = class('ExtBase',Base)  ExtBase.__index = ExtBase  function ExtBase:ctor(id)      --Base:ctor(id)      super(self,id)      print('ExtBase:ctor',id)  end  

受传统语言影响，会在子类调用基类的构造函数，而事实上，这导致直接将类型本身作为对象实例传入

导致self指向是那个类型本身(也是个table)

那就只能这么写了

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print?

Base.ctor(self,id)  

有点丑了样，封装一下super函数，看起来好看一点。。

转载:http://blog.csdn.net/ring0hx/article/details/16341261
http://blog.csdn.net/myerel/article/details/38706225