Lua 面向對象

面向對象編程（Object Oriented Programming，OOP）是一種非常流行的電腦編程架構。

以下幾種編程語言都支持面向對象編程：

  • C++
  • Java
  • Objective-C
  • Smalltalk
  • C#
  • Ruby

面向對象特徵

  • 1） 封裝：指能夠把一個實體的資訊、功能、回應都裝入一個單獨的對象中的特性。
  • 2） 繼承：繼承的方法允許在不改動原程式的基礎上對其進行擴充，這樣使得原功能得以保存，而新功能也得以擴展。這有利於減少重複編碼，提高軟體的開發效率。
  • 3） 多態：同一操作作用於不同的對象，可以有不同的解釋，產生不同的執行結果。在運行時，可以通過指向基類的指針，來調用實現派生類中的方法。
  • 4）抽象：抽象(Abstraction)是簡化複雜的現實問題的途徑，它可以為具體問題找到最恰當的類定義，並且可以在最恰當的繼承級別解釋問題。

Lua 中面向對象

我們知道，對象由屬性和方法組成。LUA中最基本的結構是table，所以需要用table來描述對象的屬性。

lua 中的 function 可以用來表示方法。那麼LUA中的類可以通過 table + function 模擬出來。

至於繼承，可以通過 metetable 模擬出來（不推薦用，只模擬最基本的對象大部分時間夠用了）。

Lua 中的表不僅在某種意義上是一種對象。像對象一樣，表也有狀態（成員變數）；也有與對象的值獨立的本性，特別是擁有兩個不同值的對象（table）代表兩個不同的對象；一個對象在不同的時候也可以有不同的值，但他始終是一個對象；與對象類似，表的生命週期與其由什麼創建、在哪創建沒有關係。對象有他們的成員函數，表也有：

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

這個定義創建了一個新的函數，並且保存在Account對象的withdraw域內，下麵我們可以這樣調用：

Account.withdraw(100.00)

一個簡單實例

以下簡單的類包含了三個屬性： area, length 和 breadth，printArea方法用於列印計算結果：

實例

-- 元類
Rectangle = {area = 0, length = 0, breadth = 0}

-- 派生類的方法 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

-- 派生類的方法 printArea
function Rectangle:printArea ()
  print("矩形面積為 ",self.area)
end

創建對象

創建對象是為類的實例分配記憶體的過程。每個類都有屬於自己的記憶體並共用公共數據。

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

訪問屬性

我們可以使用點號(.)來訪問類的屬性：

print(r.length)

訪問成員函數

我們可以使用冒號 : 來訪問類的成員函數：

r:printArea()

記憶體在對象初始化時分配。

完整實例

以下我們演示了 Lua 面向對象的完整實例：

實例

-- 元類
Shape = {area = 0}

-- 基礎類方法 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

-- 基礎類方法 printArea
function Shape:printArea ()
  print("面積為 ",self.area)
end

-- 創建對象
myshape = Shape:new(nil,10)

myshape:printArea()

執行以上程式，輸出結果為：

面積為     100

Lua 繼承

繼承是指一個對象直接使用另一對象的屬性和方法。可用於擴展基礎類的屬性和方法。

以下演示了一個簡單的繼承實例：

-- Meta class
Shape = {area = 0}
-- 基礎類方法 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
-- 基礎類方法 printArea
function Shape:printArea ()
  print("面積為 ",self.area)
end

接下來的實例，Square 對象繼承了 Shape 類:

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

完整實例

以下實例我們繼承了一個簡單的類，來擴展派生類的方法，派生類中保留了繼承類的成員變數和方法：

實例

-- Meta class
Shape = {area = 0}
-- 基礎類方法 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
-- 基礎類方法 printArea
function Shape:printArea ()
  print("面積為 ",self.area)
end

-- 創建對象
myshape = Shape:new(nil,10)
myshape:printArea()

Square = Shape:new()
-- 派生類方法 new
function Square:new (o,side)
  o = o or Shape:new(o,side)
  setmetatable(o, self)
  self.__index = self
  return o
end

-- 派生類方法 printArea
function Square:printArea ()
  print("正方形面積為 ",self.area)
end

-- 創建對象
mysquare = Square:new(nil,10)
mysquare:printArea()

Rectangle = Shape:new()
-- 派生類方法 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

-- 派生類方法 printArea
function Rectangle:printArea ()
  print("矩形面積為 ",self.area)
end

-- 創建對象
myrectangle = Rectangle:new(nil,10,20)
myrectangle:printArea()

執行以上代碼，輸出結果為：

面積為     100
正方形面積為     100
矩形面積為     200

函數重寫

Lua 中我們可以重寫基礎類的函數，在派生類中定義自己的實現方式：

-- 派生類方法 printArea
function Square:printArea ()
  print("正方形面積 ",self.area)
end