lua中的面向对象模拟，类，继承，多态

之前实习做项目的时候项目用到lua方面的知识，不过自己实在太菜，现在也一样，没办法也没时间接触到lua面向对象的内容（囧）。现在上网找了点资料，做下笔记：

首先了解下Metatable，原文链接：http://www.cnblogs.com/simonw/archive/2007/01/17/622032.html，下面是原文：

什么是Metatable

Lua中Metatable这个概念,国内将他翻译为元表. 元表为重定义Lua中任意一个对象(值)的默认行为提供了一种公开入口. 如同许多OO语言的操作符重载或方法重载. Metatable能够为我们带来非常灵活的编程方式.

具体的说,Lua中每种类型的值都有都有他的默认操作方式,如,数字可以做加减乘除等操作,字符串可以做连接操作,函数可以做调用操作,表可以做表项的取值赋值操作. 他们都遵循这些操作的默认逻辑执行,而这些操作可以通过Metatable来改变. 如,你可以定义2个表如何相加等.

看一个最简单的例子,重定义了2个表的加法操作. 这个例子中将c的__add域改写后将a的Metatable设置为c,当执行到加法的操作时,Lua首先会检查a是否有Metatable并且Metatable中是否存在__add域,如果有则调用,否则将检查b的条件(和a相同),如果都没有则调用默认加法运算,而table没有定义默认加法运算,则会报错.

--定义2个表
a = {5,6}
b = {7,8}
--用c来做Metatable
c = {}
--重定义加法操作
c.__add = function(op1,op2)
   for _,item in ipairs(op2) do
      table.insert(op1,item)
   end
   return op1
end
--将a的Metatable设置为c
setMetatable(a,c)
--d现在的样子是{5,6,7,8}
d = a + b

有了个感性的认识后,我们看看Metatable的具体特性.

Metatable并不神秘,他只是一个普通的table,在table这个数据结构当中,Lua定义了许多重定义这些操作的入口. 他们均以双下划线开头为table的域,如上面例子的__add. 当你为一个值设置了Metatable,并在Metatable中设置了重写了相应的操作域,在这个值执行这个操作的时候就会触发重写的自定义操作. 当然每个操作都有每个操作的方法格式签名,如__add会将加号两边的两个操作数做为参数传入并且要求一个返回值. 有人把这样的行为比作事件,当xx行为触发会激活事件自定义操作.

Metatable中定义的操作
add,sub,mul,div,mod,pow,unm,concat,len,eq,lt,le,tostring,gc,index,newindex,call...

在Lua中任何一个值都有Metatable,不同的值可以有不同的Metatable也可以共享同样的Metatable,但在Lua本身提供的功能中,不允许你改变除了table类型值外的任何其他类型值的Metatable,除非使用C扩展或其他库. setMetatable和getMetatable是唯一一组操作table类型的Metatable的方法.

Metatable与面向对象

Lua是个面向过程的语言,但通过Metatable可以模拟出面向对象的样子. 其关键就在于__index这个域. 他提供了表的索引值入口. 这很像重写C#中的索引器,当表要索引一个值时如table[key],Lua会首先在table本身中查找key的值,如果没有并且这个table存在一个带有__index属性的Metatable,则Lua会按照__index所定义的函数逻辑查找. 仔细想想,这不正为面向对象中的核心思想继承,提供了实现方式么. Lua中实现面向对象的方式非常多,但无论哪种都离不开__index.

这个例子中我使用了Programming In Lua中的实现OO的方式,建立了Bird(鸟)对象,拥有会飞的属性,其他鸟对象基于此原型,Ostrich(鸵鸟)是鸟的一种但不会飞. 结果很明显,Bird和Ostrich分别有独立的状态.

local Bird = {CanFly = true}

function Bird:New()
    local b = {}
    setMetatable(b,self)
    self.__index = self
    return b
end

local Ostrich = Bird:New() --Bird.CanFly is true,Ostrich.CanFly is true
Ostrich.CanFly = false --Bird.CanFly is true,Ostrich.CanFly is false

__newindex与__index相对应,在对table的key做更新时触发. 可以使用rawset和rawget对table的key操作来跳过这些事件的触发.

调用与截获

Java与C#中需要费不少周折来实现动态代理和AOP,类似这样的功能在Lua中确很简单,虽然被限制了很多,但你依然能够感受到Lua的灵活. 这就是__call操作,当值被调用时触发.

这里我将table类型的a做了一个函数方式的调用a(),会触发__call. 另一个应用示例可以参见我的另一篇文章Lua中实现类似C#的事件机制

a = {}
function a:Func()
   print("simonw")
end
c = {}
c.__call = function(t,)
   print("Start")
   t.Func()
   print("End")
end
setMetatable(a,c)
a()
--[[
Start
simonw
End
]]

这里的示例都是以最简单的方式展现,以便能更清晰的描述核心,更多的资料以及具体应用请参考Programming In Lua和Lua参考手册.

华丽的分割线

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下面来看lua中的面向对象模拟，类，继承，多态，原文链接：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6b9d508001015qd3.html，如下：

好了，今天开始写下我的一点学些LUA的心得，LUA作为一种世界上广泛使用的游戏脚本语言，有其强大的一面。现在的游戏脚本，基本上都基于面向对象了，因为非面向对象的语言写游戏这种复杂的脚本明显过于麻烦。而LUA不是面向对象的语言，但是为什么会有这么多游戏使用呢？因为LUA之中有强大的table,这个类极为强大，可以当做数组，对象，类，哈希表总之什么都是。。。并且LUA之中具有Metatable“元表”这个概念，所以你还可以使用table来构建其他语言的各种数据结构，因为这只是限制了table的功能而已，所以lua的强悍之处在于，它是一种可以自定义数据结构行为的语言，不过这个我们这里不讨论，我们只讨论怎么用LUA模拟其他语言的面向对象特性。
1，类
类一般都有类名，属性声明，构造体，方法，属性。下面用LUA实现类的模拟，类的模拟有很多种，但是都必须用到__index。这里为了方便只是用一种定式，并且soyomaker的脚本以后也会采用这种定式。

--声明，这里声明了类名还有属性，并且给出了属性的初始值。
Class = {x=0,y=0}
--这句是重定义元表的索引，就是说有了这句，这个才是一个类。具体的解释，请百度。
Class.__index = Class
--构造体，构造体的名字是随便起的，习惯性改为new()
function Class:new(x,y)
local self = {} --初始化self，如果没有这句，那么类所建立的对象改变，其他对象都会改变
setMetatable(self,Class) --将self的元表设定为Class
self.x = x --属性值初始化
self.y = y
return self --返回自身
end
--这里定义类的其他方法
function Class:test()
print(self.x,self.y)
function Class:plus()
self.x = self.x + 1
self.y = self.y + 1
end

复制代码

好了一个类定义完毕。现在我们可以开始建立对象了。

a = Class:new(10,20)

 a:test()

 b = Class:new(11,23)

 b:test()

 b:plus()

 b:test()

结果是

10       20
11       23
12       24

看，两个对象a和b互不影响，并且都可以使用Class的方法，这就是一个类了。
2，继承
LUA之中没有继承的概念，但是可以模拟，我们建立一个新的类Main，它是Class类的子类，包含其一切方法。
--声明了新的属性Z

 Main = {z=0}

 --设置类型是Class

 setMetatable(Main,Class)

 --还是和类定义一样，表索引设定为自身

 Main.__index = Main

 --这里是构造体，看，加上了一个新的参数

 function Main:new(x,y,z)

    local self = {}  --初始化对象自身

    self = Class:new(x,y) --将对象自身设定为父类，这个语句相当于其他语言的super

    setMetatable(self,Main) --将对象自身元表设定为Main类

    self.z= z --新的属性初始化，如果没有将会按照声明=0

    return self

 --定义一个新的方法

 function Main:go()

    self.x = self.x + 10

 --重定义父类的方法

 function Main:test()

好了然后我们建立对象 

 c = Main:new(20,40,100)

 c:test()

 d = Main:new(10,50,200)

 d:go()

 d:plus()

 d:test()

 c:test()

运行，结果是

20       40       100
21       51       200
20       40       100

lua中的面向对象模拟，类，继承，多态

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