所有类的基类 Object
Lua 没有严格的 oo(Object-Oriented)定义,可以利用元表特性来实现
先定义所有类的基类,即Object
类。代码顺序从上到下,自成一体。完整代码
定义一个空表 Object
,__index
指向其自身(继承将直接使用该表作为对象的元表)
Object = {}Object.__index = Object
new
定义构造对象时的初始化行为,相当于构造器。基类不需要进行任何初始化操作
function Object:new()end
extend
实现了类继承,具体流程
- 创建一个空表
cls
,作为类 - 我们将父类的元方法全部复制给子类 ⭐为什么
- 子类的
__index
指向其自身(子类可被继承)(覆盖了父类复制给子类的__index
) - 子类的
super
字段指向父类 - 子类的元表指向父类(子类)
function Object:extend() local cls = {} for k, v in pairs(self) do if k:find("__") == 1 then cls[k] = v end end cls.__index = cls cls.super = self setmetatable(cls, self) return clsend
implement
用于实现接口类,可传入多个接口
- 遍历每个接口
cls
- 当前对象如果没有实现接口类的某个方法,则将该方法的实现从接口类复制给对象
function Object:implement(...) for _, cls in pairs({ ... }) do for k, v in pairs(cls) do if self[k] == nil and type(v) == "function" then self[k] = v end end endend
is
用于判断某个类或对象实例是否是另一个类
- 循环拿元表,直到没有为止,最后一个元表一定是 Object
function Object:is(T) local mt = getmetatable(self) while mt do if mt == T then return true end mt = getmetatable(mt) end return falseend
__tostring
用于对象 print
或 tostring
时自定义字符串化
function Object:__tostring() return "Object"end
直接用类名称,来实现一个对象的实例化。__call
可以把变量当函数使用,比如Car
类(变量),local mycar = Car()
,生成了一个对象实例myCar
,属于类Car
- 创建一个对象(空表),并把自身(类)作为对象的元表
- 执行构造器,由于对象是空表找不到,所以通过元表的
__index
也就是去父类找 - 返回初始化好的对象实例
function Object:__call(...) local obj = setmetatable({}, self) obj:new(...) return objend
全局函数 unrealized
用于模拟接口或抽象类未定义的方法,子类未实现时会寄
function unrealized(...) error("未实现", 2)end
到现在为止已经模拟了一个单继承OO,在需要的地方导入模块,使用 Object
和 unrealized
这两个全局变量
实验-抽象工厂
接下来实现抽象工厂模式。抽象工厂能创建一系列相关的对象,而无需指定其具体类。
考虑如下情况,有多类敌人(正方形、圆形、长条),敌人初始化是两种状态的一种(正常状态,厚血状态),且后期敌人和状态种类还会增多
我们先定义敌人抽象类
Enemy = Object:extend()Enemy.draw = unrealizedEnemy.new = function(self) self.hp = 100end
然后定义继承抽象类Enemy
的抽象类SquareEnemy
,与继承抽象类SquareEnemy
的两个普通类SquareEnemyWhite
、SquareEnemyRed
。圆形敌人跟长条敌人同理。
SquareEnemy = Enemy:extend()SquareEnemy.new = function(self, x, y, w) SquareEnemy.super.new(self) self.x = x self.y = y self.w = wendSquareEnemyWhite = SquareEnemy:extend()SquareEnemyWhite.draw = function(self) love.graphics.setColor(1, 1, 1) love.graphics.rectangle("fill", self.x, self.y, self.w, self.w)endSquareEnemyRed = SquareEnemy:extend()SquareEnemyRed.new = function(self, ...) SquareEnemyRed.super.new(self, ...) self.hp = 200endSquareEnemyRed.draw = function(self) love.graphics.setColor(1, 0, 0) love.graphics.rectangle("fill", self.x, self.y, self.w, self.w)end
定义工厂接口,在这里接口算是一种特殊的抽象类(由于只能用表来模拟接口,所以让接口也继承Objcet)
IFactory = Object:extend()IFactory.circleEnemy = unrealizedIFactory.squareEnemy = unrealizedIFactory.barEnemy = unrealized
分别实现白色工厂和红色工厂(如果没有额外的创建操作,可以不用return)
WhiteFactory = Object:extend()WhiteFactory:implement(IFactory)WhiteFactory.circleEnemy = function(...) return CircleEnemyWhite(...)endWhiteFactory.squareEnemy = function(...) return SquareEnemyWhite(...)endWhiteFactory.barEnemy = function(...) return BarEnemyWhite(...)endRedFactory = Object:extend()RedFactory:implement(IFactory)RedFactory.circleEnemy = function(...) return CircleEnemyRed(...)endRedFactory.squareEnemy = function(...) return SquareEnemyRed(...)endRedFactory.barEnemy = function(...) return BarEnemyRed(...)end
接下来测试抽象工厂
require 'oo'require 'enemy.aac'require 'enemy.bar'require 'enemy.circle'require 'enemy.square'require 'factory.aac'require 'factory.red_factory'require 'factory.white_factory'enemies = {}love.load = function() IFactory = WhiteFactory() table.insert(enemies, IFactory.circleEnemy(100, 100, 25)) table.insert(enemies, IFactory.squareEnemy(100, 200, 25)) table.insert(enemies, IFactory.barEnemy(100, 300, 10, 50)) IFactory = RedFactory() table.insert(enemies, IFactory.circleEnemy(200, 100, 25)) table.insert(enemies, IFactory.squareEnemy(200, 200, 25)) table.insert(enemies, IFactory.barEnemy(200, 300, 10, 50)) for _, enemy in pairs(enemies) do print(enemy.hp) endendlove.draw = function() for _, enemy in ipairs(enemies) do enemy:draw() endend
参考资料
- 《Lua程序设计·第四版》罗伯托·耶鲁萨林斯希 、第227~241页
其它
oo.lua
Object = {}Object.__index = Objectfunction Object:new()endfunction Object:extend() local cls = {} for k, v in pairs(self) do if k:find("__") == 1 then cls[k] = v end end cls.__index = cls cls.super = self setmetatable(cls, self) return clsendfunction Object:implement(...) for _, cls in pairs({ ... }) do for k, v in pairs(cls) do if self[k] == nil and type(v) == "function" then self[k] = v end end endendfunction Object:is(T) local mt = getmetatable(self) while mt do if mt == T then return true end mt = getmetatable(mt) end return falseendfunction Object:__tostring() return "Object"endfunction Object:__call(...) local obj = setmetatable({}, self) obj:new(...) return objendfunction unrealized(...) error("未实现", 3)end-- return Object
QUESTION1
如果不复制元方法,假设类B继承类A,类B的对象实例b,b的元表是类B,在调用 b + b 时,涉及到算术运算符相关的元方法,b会在父类B中查找__add
,找不到并不会顺着B的元表__index
再去B的父类A找,因此会报错
A = { __index = A, __add = function(a, b) return a.age + b.age end, name = "小白"}B = { __index = B, }b = { __index = b, age = 1 }setmetatable(B, A)setmetatable(b, B)print(b.name)print(b + b)--[[> dofile 'TEST/test.lua'小白TEST/test.lua:15: attempt to perform arithmetic on a table value (global 'b')stack traceback: TEST/test.lua:15: in main chunk [C]: in function 'dofile' stdin:1: in main chunk [C]: in ?]]
点我返回