Lua 面向对象编程

类

在 Lua 中，我们可以使用表和函数实现面向对象。将函数和相关的数据放置于同一个表中就形成了一个对象。

请看文件名为 account.lua 的源码：

  1. local _M = {}
  3. local mt = { __index = _M }
  5. function _M.deposit (self, v)
  6.     self.balance = self.balance + v
  7. end
  9. function _M.withdraw (self, v)
  10.     if self.balance > v then
  11.         self.balance = self.balance - v
  12.     else
  13.         error("insufficient funds")
  14.     end
  15. end
  17. function _M.new (self, balance)
  18.     balance = balance or 0
  19.     return setmetatable({balance = balance}, mt)
  20. end
  22. return _M

引用代码示例：

  1. local account = require("account")
  3. local a = account:new()
  4. a:deposit(100)
  6. local b = account:new()
  7. b:deposit(50)
  9. print(a.balance)  --> output: 100
  10. print(b.balance)  --> output: 50

上面这段代码 “setmetatable({balance = balance}, mt)”，其中 mt 代表 { __index = _M } ，这句话值得注意。根据我们在元表这一章学到的知识，我们明白，setmetatable 将 _M 作为新建表的原型，所以在自己的表内找不到 ‘deposit’、’withdraw’ 这些方法和变量的时候，便会到 __index 所指定的 _M 类型中去寻找。

继承

继承可以用元表实现，它提供了在父类中查找存在的方法和变量的机制。在 Lua 中是不推荐使用继承方式完成构造的，这样做引入的问题可能比解决的问题要多，下面一个是字符串操作类库，给大家演示一下。

  1. ---------- s_base.lua
  2. local _M = {}
  4. local mt = { __index = _M }
  6. function _M.upper (s)
  7.     return string.upper(s)
  8. end
  10. return _M
  12. ---------- s_more.lua
  13. local s_base = require("s_base")
  15. local _M = {}
  16. _M = setmetatable(_M, { __index = s_base })
  19. function _M.lower (s)
  20.     return string.lower(s)
  21. end
  23. return _M
  25. ---------- test.lua
  26. local s_more = require("s_more")
  28. print(s_more.upper("Hello"))   -- output: HELLO
  29. print(s_more.lower("Hello"))   -- output: hello

成员私有性

在动态语言中引入成员私有性并没有太大的必要，反而会显著增加运行时的开销，毕竟这种检查无法像许多静态语言那样在编译期完成。下面的技巧把对象作为各方法的 upvalue，本身是很巧妙的，但会让子类继承变得困难，同时构造函数动态创建了函数，会导致构造函数无法被 JIT 编译。

在 Lua 中，成员的私有性，使用类似于函数闭包的形式来实现。在我们之前的银行账户的例子中，我们使用一个工厂方法来创建新的账户实例，通过工厂方法对外提供的闭包来暴露对外接口。而不想暴露在外的例如 balance 成员变量，则被很好的隐藏起来。

  1. function newAccount (initialBalance)
  2.     local self = {balance = initialBalance}
  3.     local withdraw = function (v)
  4.         self.balance = self.balance - v
  5.     end
  6.     local deposit = function (v)
  7.         self.balance = self.balance + v
  8.     end
  9.     local getBalance = function () return self.balance end
  10.     return {
  11.         withdraw = withdraw,
  12.         deposit = deposit,
  13.         getBalance = getBalance
  14.     }
  15. end
  17. a = newAccount(100)
  18. a.deposit(100)
  19. print(a.getBalance()) --> 200
  20. print(a.balance)      --> nil