Lua 面向对象

向对象编程(简称OOP)是一种程序设计思想,与传统的面对过程编程完全不同。OOP 把对象作为程序的基本单元,一个对象包含了数据和操作数据的函数。数据封装、继承和多态是面向对象的三大特征。Lua 支持面向对象编程。

1. 面向对象的三大特征

  • 封装 指能够把一个实体的信息、功能、响应都装入一个单独的对象中的特性。
  • 继承 继承的方法允许在不改动原程序的基础上对其进行扩充,这样使得原功能得以保存,而新功能也得以扩展。这有利于减少重复编码,提高软件的开发效率。
  • 多态 同一操作作用于不同的对象,可以有不同的解释,产生不同的执行结果。在运行时,可以通过指向基类的指针,来调用实现派生类中的方法。
    • 2. Lua 面向对象编程

      我们知道,对象由属性和方法组成。LUA 中最基本的结构是 table,所以需要用 table 来描述对象的属性。

      lua 中的 function 可以用来表示方法。那么 LUA 中的类可以通过 table + function 模拟出来。

      至于继承,可以通过 metetable 模拟出来(不推荐用,只模拟最基本的对象大部分时间够用了)。

      Lua 中的表不仅在某种意义上是一种对象。像对象一样,表也有状态(成员变量);也有与对象的值独立的本性,特别是拥有两个不同值的对象(table)代表两个不同的对象;一个对象在不同的时候也可以有不同的值,但他始终是一个对象;与对象类似,表的生命周期与其由什么创建、在哪创建没有关系。对象有他们的成员函数,表也有:

      Account = {balance = 0}
      function Account.withdraw (v)
          Account.balance = Account.balance - v
      end
      

      这个定义创建了一个新的函数,并且保存在 Account 对象的 withdraw 域内,下面我们可以这样调用:

      Account.withdraw(100.00)
      

      以下简单的类包含了三个属性: area, length 和 breadth,printArea方法用于打印计算结果:

      -- 元类
      Rectangle = {area = 0, length = 0, breadth = 0}
      
      -- 派生类的方法 new
      function Rectangle:new (o,length,breadth)
        o = o or {}
        setmetatable(o, self)
        self.__index = self
        self.length = length or 0
        self.breadth = breadth or 0
        self.area = length*breadth;
        return o
      end
      
      -- 派生类的方法 printArea
      function Rectangle:printArea ()
        print("矩形面积为 ",self.area)
      end
      

      1)创建对象

      创建对象是为类的范例分配内存的过程。每个类都有属于自己的内存并共享公共数据。

      r = Rectangle:new(nil,10,20)
      

      2)访问属性

      我们可以使用点号(.)来访问类的属性:

      print(r.length)
      

      3)访问成员函数

      我们可以使用冒号 : 来访问类的成员函数:

      r:printArea()
      

      内存在对象初始化时分配。

      4)面向对象的完整范例

      以下我们演示了 Lua 面向对象的完整范例:

      -- 元类
      Shape = {area = 0}
      
      -- 基础类方法 new
      function Shape:new (o,side)
        o = o or {}
        setmetatable(o, self)
        self.__index = self
        side = side or 0
        self.area = side*side;
        return o
      end
      
      -- 基础类方法 printArea
      function Shape:printArea ()
        print("面积为 ",self.area)
      end
      
      -- 创建对象
      myshape = Shape:new(nil,10)
      
      myshape:printArea()
      

      执行以上程序,输出结果为:

      面积为     100
      

      3. Lua 继承

      继承是指一个对象直接使用另一对象的属性和方法。可用于扩展基础类的属性和方法。

      以下演示了一个简单的继承范例:

      -- Meta class
      Shape = {area = 0}
      -- 基础类方法 new
      function Shape:new (o,side)
        o = o or {}
        setmetatable(o, self)
        self.__index = self
        side = side or 0
        self.area = side*side;
        return o
      end
      -- 基础类方法 printArea
      function Shape:printArea ()
        print("面积为 ",self.area)
      end
      

      接下来的范例,Square 对象继承了 Shape 类:

      Square = Shape:new()
      -- Derived class method new
      function Square:new (o,side)
        o = o or Shape:new(o,side)
        setmetatable(o, self)
        self.__index = self
        return o
      end
      

      完整范例

      以下范例我们继承了一个简单的类,来扩展派生类的方法,派生类中保留了继承类的成员变量和方法:

      -- Meta class
      Shape = {area = 0}
      -- 基础类方法 new
      function Shape:new (o,side)
        o = o or {}
        setmetatable(o, self)
        self.__index = self
        side = side or 0
        self.area = side*side;
        return o
      end
      -- 基础类方法 printArea
      function Shape:printArea ()
        print("面积为 ",self.area)
      end
      
      -- 创建对象
      myshape = Shape:new(nil,10)
      myshape:printArea()
      
      Square = Shape:new()
      -- 派生类方法 new
      function Square:new (o,side)
        o = o or Shape:new(o,side)
        setmetatable(o, self)
        self.__index = self
        return o
      end
      
      -- 派生类方法 printArea
      function Square:printArea ()
        print("正方形面积为 ",self.area)
      end
      
      -- 创建对象
      mysquare = Square:new(nil,10)
      mysquare:printArea()
      
      Rectangle = Shape:new()
      -- 派生类方法 new
      function Rectangle:new (o,length,breadth)
        o = o or Shape:new(o)
        setmetatable(o, self)
        self.__index = self
        self.area = length * breadth
        return o
      end
      
      -- 派生类方法 printArea
      function Rectangle:printArea ()
        print("矩形面积为 ",self.area)
      end
      
      -- 创建对象
      myrectangle = Rectangle:new(nil,10,20)
      myrectangle:printArea()
      

      执行以上代码,输出结果为:

      面积为     100
      正方形面积为     100
      矩形面积为     200
      

      4. 函数重写

      Lua 中我们可以重写基础类的函数,在派生类中定义自己的实现方式:

      -- 派生类方法 printArea
      function Square:printArea ()
        print("正方形面积 ",self.area)
      end
      

下一章:Lua 数据库访问

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