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Lua 面向對象

Lua 面向對象

面向對象編程(Object Oriented Programming,OOP)是一種非常流行的計算機編程架構。

以下幾種編程語言都支持面向對象編程:

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

面向對象特征

  • 1) 封裝:指能夠把一個實體的信息、功能、響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序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。這有利於減少重復編碼,提高軟件的開發傚率。
  • 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)是簡化復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,併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。那么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(成員變量);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,表的生命周期與其由什么創建、在哪創建沒有關系。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,併且保存在Account對象的withdraw域內,下面我們可以這樣調用:

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方法用於打印計算結果:

-- Meta class
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內存的過程。每個類都有屬於自己的內存併共享公共數據。

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()

內存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:

-- 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()

執行以上程序,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量和方法:

 -- 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