D.H.Q的烂笔头

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Lua 学习笔记(7) -- 面向对象编程

其实 Lua 中的 table 是一种对象,因为它跟对象一样,有其自己的操作方法:

Role = { hp = 100 }
function Role.addHp(hp)
    Role.hp = Role.hp + hp
end

Role.addHp(50)
print(Role.hp)

上面代码创建了一个名为 Role 对象,并有一个 addHp 的方法,执行 "Role.addHp" 便可调用 addHp 方法。

不过上面对象 Role 是以全局变量的方式创建,会有一种“全局污染”的威胁,即变量 Role 在其他地方被重新赋值(例如被赋成 nil),对象里的属性或方法可能会面临被销毁或不能正常工作的情况。

对于这种问题,Lua 提供一种“接受者”的解决方法,即额外添加一个参数 self 来表示对象本身:

Role = { hp = 100 }
function Role.addHP(self, hp)
    self.hp = self.hp + hp
end
r = Role
r.addHP(r, 50)
print(r.hp)

这样就不怕对象 Role 被“全局污染”,因为构造了一个子对象 r,并以参数的方式传入,以供其方法调用操作。

对于这种把对象本身以参数的方式传入对象方法里的写法,Lua 提供了一种更优雅的写法,把点号(.)替换为冒号(:),这样在方法定义或调用时,便可隐藏 self 参数。修改如下:

Role = { hp = 100 }
function Role:addHp(hp)
    self.hp = self.hp + hp
end
r = Role
r:addHp(50)
print(r.hp)

上面的 "r.addHp(50)" 的写法等价于 "r.addHp(r, 50)"

Lua 没有类的概念,不过可以通过元表(metatable)来实现与原型 prototype 类似的功能,而 prototype 与类的工作机制一样,都是定义了特定对象行为。Lua 里的原型特性主要使用元表的 __index 事件来实现,这样当调用对象没定义的方法时,会向其元表的 __index 键(事件)查找。例如有 a 和 b 两个对象,想让 b 作为 a 的原型 prototype,只需要把 b 设置为 a 元表的 __index 值就行:

setmetatable(a, {__index = b})

这样,当对象 a 调用任何不存在的成员都会到对象 b 中查找,a 可以拥有或调用 b 的属性或方法,从某种意义上看,b 可以看作是一个类,a 是 b 的对象。

对于上面 Role 的例子,对象的创建可以用 __index 元方法来改写,这样新创建的对象就拥有和 Role 一样的属性和方法。

function Role:new(o)
    o = o or {}   
    setmetatable(o, self)
    self.__index = self
    return o
end

当执行 "r = Role:new() " 创建一个对象时,r 将 Role 设置为自己的元表,那么调用 "r:addHp(50)" 的时候,会在 r 里查找 addHp 方法,如果没有找到,则会进一步搜索其元表的 __index,因此等价于:

getmetatable(r).__index.addHp(r, 50)

从上面的 Role:new 方法可以知道,Role 的 __index 在创建时被指定为 self,因此其实就是执行:

Role.addHp(R, 50)

完整的类例子:

Role = { hp = 100 }
function Role:new(o)
    o = o or {}   
    setmetatable(o, self)
    self.__index = self
    return o
end
function Role:addHp(hp)
    self.hp = self.hp + hp
end

r = Role:new()
r:addHp(50)
print(r.hp)

继承

Lua 里继承机制还是像实现类那样实现。

假如打算从类 Role 派生出一个子类 Priest,它有一个魔法属性值 mp,那么可以先从类 Role 构造一个 Priest,继承类 Role 的所有属性和方法:

Priest = Role:new()

虽然 Priest 是 Role 的一个实例,不过它具有类 Role 的所有属性和方法,其实也可以把它看做是从类 Role 派生出来的类,因此可以从类 Priest 继续 new 一个对象出来:

p = Priest:new({ mp = 100 })

上面实例 p 除了多出一个魔法属性值 mp 外,还继承类 Role 的所有属性和方法,当调用 "p.addHp" 方法时,Lua 在 p 中找不到 addHp 方法,会到 Priest 中找,在 Priest 中找不到,会到 Role 中找。

因此,想重定义从父类 Role 继承来的方法,在类 Priest 上定义即可。假如想重定义 addHp 方法:每次加血都要先判断魔法值够不够,如果够,则加血,并扣除一定的魔法值。修改如下:

function Priest:addHp(hp)
    if self.mp >= 20 then
        self.mp = self.mp - 20
        self.hp = self.hp + hp
    end
end

这样,当调用 "p:addHp" 时,Lua 会优化取类 Priest 定义的 addHp 方法。

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