lua学习：lua中“类”的实现

来源：互联网发布：js 实现 target blank 编辑：程序博客网时间：2024/05/06 07:02

在之前的面试遇到考用lua实现类的题目。现在就补补这块知识点。

我们都知道Lua中的table是一个对象。拥有状态，拥有self，拥有独立于创建者和创建地的生命周期。

一个类就是一个创建对象的模具。Lua没有类的概念，但我们可以模拟类。

我们首先看看元表和元方法。这两个东西和我们模拟类有关。

Lua 本身是函数式的语言，但借助 metatable （元表）这个强大的工具，Lua 实现操作符重载易如反掌。就像两个表相加，只要我们在元表中写上__add方法就可以实现了。

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meta={  
    __add=function(op1,op2)  
        op = {}  
        op.x = op1.x + op2.x  
        op.y = op1.y + op2.y  
        return op  
    end  
}  
a={x=1,y=1}  
setmetatable(a,meta)  
b={x=3,y=4}  
c = a + b  
print(c.x, c.y) -- 输出 4，5 建立自己的类  

通过这个方法，我们可以定义“类”的构造函数，析构函数。

除了与操作符重载有关的元方法以外，要建立自己的类，我们不得不认识另外一个元方法，它就是大名鼎鼎的“__index”。当表格搜寻成员未果的时候，Lua 会触发它，__index 所指向的元方法，元方法所返回的结果就成为了搜寻结果。如果没有这个元方法，那么访问结果为nil。__index元方法还可以直接为一张表（细数起来，这可是张表中表中表了)。

我们就用《Lua程序设计第二版》书中的例子说说Lua有关继承的典型示例吧。

假设要创建一些描述窗口的table，每个table中必须描述一些窗口参数，例如位置、大小及主题颜色等。所有这些参数都有默认值，因此希望在创建窗口对象时可以仅指定那些不同于默认值的参数。我们让新窗口从一个原型窗口处继承所有不存在的字段。首先，声明一个原型和一个构造函数，构造函数创建新的窗口，并使它们共享一个元表：

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Window = {} --创建一个名字空间  
--使用默认值来创建一个原型  
Window.prototype = {x=0,y=0,width=100,height=100}  
Window.mt = {} --创建元表  
--声明构造函数  
function Window.new(o)  
    setmetatable(o,Window.mt)  
    return o  
end  

现在，来定义__index元方法：

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Window.mt.__index = function(table,key)  
    return Window.prototype[key]  
end  

在这段代码之后，创建一个新窗口，并查询一个它没有的字段：

[plain] view plain copy
 
w = Window.new{x=10,y=20}  
print(w.width) -->100  

若Lua检测到w中没有某字段，但在其元表中却有一个__index字段，那么Lua就会以w(table)和"width"（不存在的key）来调用这个__index元方法。随后元方法用这个key来索引原型table，并返回结果。

在Lua中，将__index元方法用于继承是很普遍的方法，因此Lua还提供了一种更便捷的方式来实现此功能。__index元方法不必一定是一个函数，它还可以是一个table。当它是一个函数时，Lua以table和不存在的key作为参数来调用该函数，这就如同上述内容。而当它是一个table时，Lua就以相同的方式来重新访问这个table。因此，前例中__index的声明可以写为：

[plain] view plain copy
 
Window.mt.__index = Window.prototype  

我们现在可以写一个简历的类了：

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A = {x=0,y=0}  
--这句是重定义元表的索引，必须要有，  
A.__index = A  
  
--模拟构造体，一般名称为new()  
function A:new(x,y)  
        local self = {}     
        setmetatable(self, A)   --必须要有  
        self.x = x     
        self.y = y  
        return self    
end  
  
function A:test()  
    print(self.x,self.y)  
end  
  
objA = A:new(1,2)  
objA:test()  
print(objA.x,objA.y)  

那这个类怎样被继承？

假设有一个基类A：

[plain] view plain copy
 
A = {}  
  
function A:new(o)  
    o = o or {}  
    setmetatable(o,self)  
    self.__index = self  
    return o  
end  
  
function A:funName()  
    print('A')  
end  

若想从这个类派生出一个子类B，以使其能打印出类名。则先需要创建一个空的类，从基类继承所有的操作：

[plain] view plain copy
 
B = A:new()  

直到现在，B还只是A的一个实例。如下所示：

[plain] view plain copy
 
s = B:new()  

B从A中继承了new，就像继承其他方法一样。不过这次new在执行时，它的self参数表示为B。因此，s的元表为B，B中字段__index的值也是B。s继承自B，而B又继承自A。当B重写funName()函数：

[plain] view plain copy
 
function B:funName()  
    print('B')  
end  

现在调用

[plain] view plain copy
 
s:funName()  

输出的是B。

参考：

《Lua程序设计第二版》

Lua的类实现继承、多态以及setmetatable方法：http://blog.csdn.net/ym012/article/details/7206968

lua，让人惊叹的艺术：http://bbs.uc.cn/thread-2663965-1-1.html

lua面向对象是怎么实现的：http://www.2cto.com/kf/201402/280177.html（这个没有用到metatable ，相当来说易懂点）

云风oo：http://blog.codingnow.com/cloud/LuaOO

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