Lua面向对象

metatable的介绍：

Lua的table可以模拟面向对象，都得益于metatable的强大之处。在一个table中，如果索引一个元素未能找到，解释器会去该table下的metatable中的__index元素中去寻找，即table.metatable.__index.xxx中寻找。

但是如果要修改table中的元素或赋值操作，但是该元素不存在，那么会在table中创建该元素，而不会去metatable.__index中寻找。

类创建方法的实现方式：

--function.lua--clone functionfunction Clone(object)    local lookup_table = {}--复制元素查找表，为了防止递归无限复制元素    local function _copy(object)        if type(object) ~= "table" then --不是table元素就直接返回            return object        elseif lookup_table[object] then --是table但是已经在表里了，代表该table已经复制过了；即该table内如果有元素指向本身时候，复制该元素时就会查到表中有本身的记录，则直接把本体的table引用返回。            return lookup_table[object]         end --如果是table并且没有复制过的table，则深度复制table中的数据，并把此table记录在表中，防止再次复制        local new_table = {}        lookup_table[object] = new_table --记录时如果Object是元素或函数，则下标是元素名字，如果是table，则下标是table的地址，所以不同层同名table也不会判定重复复制。        for key, value in pairs(object) do            new_table[_copy(key)] = _copy(value)        end        return new_table    end    return _copy(object)end--class createclass = function (classname, super)    local cls    -- inherited from Lua Object    if super then        cls = Clone(super)        cls.super = super        if not cls.Ctor then            cls.Ctor = function() end        end    else        cls = {Ctor = function() end}    end    cls.__cname = classname    cls.__ctype = 2 -- lua    cls.__index = cls        function cls.New(...)        local instance = setmetatable({}, cls)        instance:Ctor(...)        return instance    end    return clsend

分析：

1.class方法中两个参数，classname代表的是要创建的类的类名，super代表所创建类的基类。首先class判断是否有supper，如果没有基类，会为本类创建空的构造方法。如果有基类，则调用Clone方法来克隆基类，这里Clone方法会把基类的成员函数映射到派生类里面去。

2.New方法实现：这里会把构造出来的类的实例instance的元表设定成类table自身，并且由于类table自身的__index参数还是类table自身。instance中没有任何成员函数，用instance调用成员函数的时候，本是找不到函数的，但是因为instance里面的元表（metatable）存在即指挥类自身，并且类自身里面还有__index。所以还会去类自身table中的__index中搜索，此时__index还是指向自身，所以自身的成员方法就能找到了。

3.类自身只放成员方法，不能放成员变量，原因如下：

   a.由于metatable的原理，即只有读的时候会去metatable中找，写的时候如果instance中没有，不会去索引metatable而是在instance中新增一个。

   b.由于继承时候，Ctor构造方法的直接调用者是instance，所以各级构造方法构造的变量都会放到instance中，而非类自身table里。

Lua多实例（一个类可以获取多个类的对象）基类实现：

--object.lualocal Object = class("Object")return Object

使用方法：

--multi.lualocal Object = require "object"local Multi = class("Multi", Object)function Multi:Ctor(...)    --super constructor    Object.Ctor(self)    --class memebers constructor    self.m_mem = 0endfunction Multi:Show()    print(self.m_mem)endlocal instance1 = Multi:New()instance1:Show()local instance2 = Multi:New()instance2:Show()

第一步：用class方法创建multi类继承于Object类。

第二步：派生类multi中的构造方法是Object.Ctor的引用，所以要重新写派生类multi的构造方法。multi类Ctor构造multi的数据时候，首先要在multi中构造父类的数据，所以要在派生类的Ctor中先调用父类的Ctor。这里必须使用Object.Ctor(self)，不能使用Object:Ctor。原理是这样的：调用起源是New方法中instance:Ctor，Object.Ctor(self)是在instance:Ctor中调用的，所以这里的self则是instance。如果写成Object:Ctor，则以后的Ctor参数则变成Object，这样父级的构造方法构造的数据就放不到instance中了。总体来说由于调用Ctor的调用者是instance，所以之后派生链上的所有Ctor方法的参数都是instance，即派生类的实例。

第三步：在super.Ctor调用之后构造派生类的成员变量，即self.m_mem = 0这一行。

第四步：定义multi类的方法Show，注意所有成员方法中的self也是instance，因为外部调用成员方法是用instance:func()的。

总结：类中的所有成员方法，包括Ctor方法和普通方法，调用者都是instance，即类的对象。self自然也是instance而非multi自身。

Lua单实例类（即一个类只能初始化一个对象）的实现：

--singleton.lualocal Object  = require "object"local Singleton = class("Singleton",Object)function Singleton:GetSingleton(...)    if self._instance == nil thenself._instance = self.New(...)    end     return self._instanceend return Singleton    

分析：此处Singleton为单实例的最高基类，该类中添加的GetSingleton方法的实质作用是在所有以Singleton为基类的方法中都用该方法获取实例（第一次获取则初始化实例），而不用New方法。此方法的调用者是Singleton或派生类本身，所以传入的self也是Singleton或派生类本体，这时要在类本体中添加一个_instance的变量，并调用New来获取一个实例放在此变量中，这便是唯一的实例。

使用方法：

--single.lualocal Singleton = require "singleton"local Single = class("Single", Singleton)function Single:Ctor(...)    --super constructor    Singleton.Ctor(self)    --class memebers constructor    self.m_mem = 0endfunction Single:Show()    print(self.m_mem)endlocal instance = Single:GetSingleton()instance:Show()

派生类的重写构造方法是一样的，初始化实例的时候要用GetSingleton方法而非New方法。

图像解析两种基类的内存表示：