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Lua - 面向对象

面向对象编程简介

面向对象编程 (OOP) 是现代编程时代最常用的编程技术之一。 有许多支持 OOP 的编程语言，包括，

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

OOP 的特点

  • 类 − 类是用于创建对象、为状态（成员变量）和行为实现提供初始值的可扩展模板。

  • 对象 − 它是类的一个实例，并为自己分配了单独的内存。

  • 继承 − 它是一个概念，一个类的变量和函数被另一个类继承。

  • 封装 − 它是在一个类中组合数据和函数的过程。 在函数的帮助下，可以在类外访问数据。 它也被称为数据抽象。

Lua 中的 OOP

您可以借助 Lua 的表和一流的函数在 Lua 中实现面向对象。 通过将函数和相关数据放入表中，就形成了一个对象。 继承可以在元表的帮助下实现，为父对象中不存在的函数（方法）和字段提供查找机制。

Lua 中的表具有独立于其值的状态和身份等对象特性。 具有相同值的两个对象（表）是不同的对象，而一个对象可以在不同的时间具有不同的值，但它始终是同一个对象。 与对象一样，表的生命周期与创建者或创建位置无关。

现实世界的例子

面向对象的概念被广泛使用，但您需要清楚地理解它才能获得适当和最大的好处。

让我们考虑一个简单的数学示例。 我们经常会遇到处理不同形状的情况，例如圆形、矩形和正方形。

这些形状可以有一个共同的属性区域。 因此，我们可以使用公共属性区域从基础对象形状扩展其他形状。 每个形状都可以有自己的属性和功能，就像矩形可以有属性长度、宽度、面积作为它的属性和 printArea 和 calculateArea 作为它的功能。

创建一个简单的类

下面显示了具有三个属性区域、长度和宽度的矩形的简单类实现。 它还有一个 printArea 函数来打印计算出的面积。

-- Meta class
Rectangle = {area = 0, length = 0, breadth = 0}

-- Derived class method 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

-- Derived class method printArea

function Rectangle:printArea ()
   print("The area of Rectangle is ",self.area)
end

创建对象

创建对象是为类实例分配内存的过程。 每个对象都有自己的内存并共享公共类数据。

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

访问属性

我们可以使用点运算符访问类中的属性，如下所示 −

print(r.length)

访问成员函数

您可以使用冒号运算符访问成员函数，对象如下所示 −

r:printArea()

分配内存并设置初始值。 初始化过程可以与其他面向对象语言中的构造函数进行比较。 它只不过是一个启用设置值的功能，如上所示。

完整示例

让我们看一个在 Lua 中使用面向对象的完整示例。

-- Meta class
Shape = {area = 0}

-- Base class method 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

-- Base class method printArea

function Shape:printArea ()
   print("The area is ",self.area)
end

-- Creating an object
myshape = Shape:new(nil,10)

myshape:printArea()

当你运行上面的程序时，你会得到如下输出。

The area is 	100

Lua 中的继承

继承是将简单的基础对象（如形状）扩展到矩形、正方形等的过程。 它在现实世界中经常用于共享和扩展基本属性和功能。

让我们看一个简单的类扩展。 我们有一个如下所示的类。

-- Meta class
Shape = {area = 0}

-- Base class method 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

-- Base class method printArea

function Shape:printArea ()
   print("The area is ",self.area)
end

我们可以将形状扩展为正方形类，如下所示。

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

重写基函数

我们可以重写基类函数，而不是使用基类中的函数，派生类可以有自己的实现，如下所示 −

-- Derived class method printArea

function Square:printArea ()
   print("The area of square is ",self.area)
end

继承完整示例

我们可以在元表的帮助下借助另一个新方法来扩展 Lua 中的简单类实现，如上所示。 基类的所有成员变量和函数都保留在派生类中。

-- Meta class
Shape = {area = 0}

-- 基类方法 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

-- 基类方法 printArea

function Shape:printArea ()
   print("The area is ",self.area)
end

-- Creating an object
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("The area of square is ",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("The area of Rectangle is ",self.area)
end

-- 创建对象

myrectangle = Rectangle:new(nil,10,20)
myrectangle:printArea()

当我们运行上述程序时，我们将得到以下输出。−

The area is 	100
The area of square is 	100
The area of Rectangle is 	200

在上面的例子中，我们创建了两个派生类 − 来自基类 Square 的 Rectangle 和 Square。 可以在派生类中覆盖基类的功能。 在此示例中，派生类覆盖函数 printArea。

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