用 lua 模拟面向对象 · dcf's blog

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一些语言本身是没有面向对象这一说的，类似 lua, js。但是平时使用时，往往会利用语言上的特性来模拟 OO。初学lua，也看了很多网上的资料、博客，一直不是很理解，只是照猫画虎。现在理解地差不多了，记录一下。

lua 用的是其强大的 table，可以简单地理解为 hash + array。作为 OO，我们需要模仿的有类和对象，每个对象有属性和方法。

首先我们用 table 模拟一个类，这个类有一个 new 的方法，可以生成一个对象，这个对象我们依然使用 table 进行模拟。这里的 new 并不像 c++ 中有特殊的含义，这是一个函数名，可以叫做任何名字，例如 create

Student = {}
function Student.new(name, age) 
  local obj = {}                 -- 创建一个对象 (table)
  obj.name = name or ''    -- 添加属性并赋值
  obj.age  = age  or 0
  return obj         
end
stu = Student.new('fcnaud', 20)

print(stu.name)            – 使用属性

除过属性，一个对象还应该拥有方法。

Student = {}
function Student.new(name, age) 
  local obj = {}           -- 创建一个对象 (table)
obj.name = name or ''    – 添加属性并赋值

obj.age  = age  or 0
obj.sayHi = function()

print('hi')

end

obj.showInfo = function()

print(obj.name)

– 这里能够访问到正确的 obj，是由于闭包。你可以认为这个函数捕获到了上边那个局部变量。在 lua 里这种局部变量叫做 upvalue。

end

return obj

end
stu = Student.new('fcnaud', 20)

stu.sayHi()

stu1 = Student.new('dcf', 20)

stu1.sayHi()

功能已经基本实现了，但是又出现了另一个问题，那就是所有的函数对每个对象来说都有一份，这实际上是很浪费的。学过 c++ 大家都知道，c++ 中的类函数实际上只有在类中有一份，所有的对象调用的都是这一个函数，然后通过一个隐式的 this 指针来进行数据的调用。

在 lua 里，我们可以利用 metatable（元表）来进行模拟。不清楚 metatable 的可以先去看一下教程。这里，我们让‘类’作为所有‘对象’的 metatable，将函数定义在‘类’中，这样所有对象在调用函数时，都会前往‘类’中调用。

Student = {}
function Student.new(class, name, age)
    obj = {}
<span class="nb">setmetatable</span><span class="p">(</span><span class="n">obj</span><span class="p">,</span> <span class="n">class</span><span class="p">)</span> <span class="c1">-- 设置元表</span>
<span class="n">class</span><span class="p">.</span><span class="n">__index</span> <span class="o">=</span> <span class="n">class</span>    <span class="c1">-- 这里让 __index 指向自己，一是方便操作，二是节省空间</span>

<span class="n">obj</span><span class="p">.</span><span class="n">name</span> <span class="o">=</span> <span class="n">name</span> <span class="ow">or</span> <span class="s1">&#39;&#39;</span>
<span class="n">obj</span><span class="p">.</span><span class="n">age</span>  <span class="o">=</span> <span class="n">age</span>  <span class="ow">or</span> <span class="mi">0</span>
<span class="k">return</span> <span class="n">obj</span>

end
function Student.sayHi()

print('hi')

end

function Student.show(this)   – 调用函数是也要知道是那个对象调用的

print(this.name)

end
stu = Student.new(Student, 'fcnaud', 20)  – 生成对象时要制定class

stu.sayHi()

stu.show(stu)  – 调用函数时要指定对象

这里我们就基本地模拟了面向对象。不过每次都要显式指定十分麻烦，lua 中有一个语法糖可以提供我们使用。

obj.func(obj) <=> obj:func()

使用冒号时，会隐式地将调用者传递进去（体现为 self，类似于 c++ 中的 this)，我们修正一下

Student = {}
function Student:new(name, age)   -- 使用冒号
    obj = {}
<span class="nb">setmetatable</span><span class="p">(</span><span class="n">obj</span><span class="p">,</span> <span class="n">self</span><span class="p">)</span>       <span class="c1">-- 这里的 self 指的是 Student‘类’</span>
<span class="n">self</span><span class="p">.</span><span class="n">__index</span> <span class="o">=</span> <span class="n">self</span>

<span class="n">obj</span><span class="p">.</span><span class="n">name</span> <span class="o">=</span> <span class="n">name</span> <span class="ow">or</span> <span class="s1">&#39;&#39;</span>
<span class="n">obj</span><span class="p">.</span><span class="n">age</span>  <span class="o">=</span> <span class="n">age</span>  <span class="ow">or</span> <span class="mi">0</span>
<span class="k">return</span> <span class="n">obj</span>

end
function Student:sayHi()           – 虽然有的函数并不需要数据

print('hi')

end

function Student:show()            – 这个函数通常是 obj ‘对象’调用的，所以这个 self 指的是对象

print(self.name)

end
stu = Student:new('fcnaud', 20)     – 函数调用时也要使用冒号

stu:sayHi()

stu:show()

这里我以前最疑惑的就是上边那个 self 了，这个 self 在两个函数里边实际上是不同的。

最后，这里是我的一个记录，如果可能的话，希望能帮到一些人。如果有人发现文章中的错误，还望指出。

参考:

http://www.jellythink.com/archives/529 果冻想

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