Lua类的实现

cocos2dx中有关于lua类的实现,见cocos源码 framework/functions。

先讲一部分比较难理解的:

function class(classname, super)   
    local cls
    -- inherited from Lua Object
    if super then
        cls = {}       
        setmetatable(cls, {__index = super})
        cls.super = super
    else
        cls = {ctor = function() end}
    end
    cls.__cname = classname
    cls.__ctype = 2 -- lua
    cls.__index = cls
    function cls.new(...)
        local instance = setmetatable({}, cls)
        instance.class = cls
        instance:ctor(...)
        return instance
    end
    return cls
end
主要涉及lua的一个用法——元表。通俗的讲,假设A和B都是table,B里面有键值对,里面有b,A里面没有,想在A里面找b会找不到,如果setmetatable(A,B),则会去看B,看B有没有设置__index字段,如果有就会去B里面找键值对。

对于类来讲,假设有类A,当调用实例的方法a时,发现找不到,因为虽然A中有方法,但是实例中没有添加该方法,由于上面 local instance = setmetatable({}, cls),实例就会去查看cls即类A,而通过cls.__index = cls,A有把自己设置为__index,查A的时候就会去查它本身所有的键值对,即它所有的成员,方法a就被找到了。

另一种情况,如果类A的实例想调用方法s,而s是在类A的基类类S中定义的,A中并没有定义,由于A定义的时候有setmetatable(cls, {__index = super}),则找方法s的时候会去找A的super,即S,且super设置了__index,也可被找到,继承就实现了。

再讲另外一部分:

if superType == "function" or (super and super.__ctype == 1) then

这句是指如果 function class(classname, super) 里的super是函数,或者是C++类,则进行不同于上面的处理(上面是指lua的类和继承),代码如下:

 cls = {}

 if superType == "table" then
     -- copy fields from super
     for k,v in pairs(super) do cls[k] = v end
     cls.__create = super.__create
     cls.super    = super
 else
     cls.__create = super
     cls.ctor = function() end
 end

 cls.__cname = classname
 cls.__ctype = 1

 function cls.new(...)
     local instance = cls.__create(...)
     -- copy fields from class to native object
     for k,v in pairs(cls) do instance[k] = v end
     instance.class = cls
     instance:ctor(...)
     return instance
 end

其实这里比较好理解了,如果继承自table,需要把基类所有成员复制过来,如果super参数是个函数,则需要在函数中通过基类创建子类。而在cls.new(…)函数里面,实例化时也要拷贝所有的成员,这样父类的成员就可以为子类的实例所用了,cocos里面找了两个例子:

local UIButton = class("UIButton", function()
    return display.newNode()
end)



local UIButton = import(".UIButton")
local UIPushButton = class("UIPushButton", UIButton)

附一下cocos注释里面提供的示例:

-- 定义名为 Shape 的基础类
local Shape = class("Shape")

-- ctor() 是类的构造函数,在调用 Shape.new() 创建 Shape 对象实例时会自动执行
function Shape:ctor(shapeName)
    self.shapeName = shapeName
    printf("Shape:ctor(%s)", self.shapeName)
end

-- 为 Shape 定义个名为 draw() 的方法
function Shape:draw()
    printf("draw %s", self.shapeName)
end

-- Circle 是 Shape 的继承类
local Circle = class("Circle", Shape)

function Circle:ctor()
    -- 如果继承类覆盖了 ctor() 构造函数,那么必须手动调用父类构造函数
    -- 类名.super 可以访问指定类的父类
    Circle.super.ctor(self, "circle")
    self.radius = 100
end

function Circle:setRadius(radius)
    self.radius = radius
end

-- 覆盖父类的同名方法
function Circle:draw()
    printf("draw %s, raidus = %0.2f", self.shapeName, self.raidus)
end

--

local Rectangle = class("Rectangle", Shape)

function Rectangle:ctor()
    Rectangle.super.ctor(self, "rectangle")
end

--

local circle = Circle.new()             -- 输出: Shape:ctor(circle)
circle:setRaidus(200)
circle:draw()                           -- 输出: draw circle, radius = 200.00

local rectangle = Rectangle.new()       -- 输出: Shape:ctor(rectangle)
rectangle:draw()                        -- 输出: draw rectangle
### Lua 实现面向对象编程:定义与继承 #### 的定义 在 Lua 中,可以利用表(table)和元表(metatable)来模拟的概念。一个通常由一个表表示,其中包含了静态变量、静态函数以及用于创建实例的方法 `new`。以下是实现的一个基本方式: ```lua -- 定义一个 MyClass local MyClass = {} MyClass.__index = MyClass -- 设置元表的 __index 属性指向自身 function MyClass:new(instance) instance = instance or {} -- 创建一个新的实例或者使用传入的对象 setmetatable(instance, self) -- 将实例的 metatable 设为本身 return instance end function MyClass:method() print("This is a method of MyClass.") end -- 使用创建实例 local obj = MyClass:new() -- 调用 new 方法创建实例 obj:method() -- 输出 "This is a method of MyClass." ``` 上述代码展示了如何通过表和元表构建一个简单的[^1]。 --- #### 成员变量与成员函数 在 Lua 的面向对象模型中,成员变量和成员函数都存储在实例表中。可以通过 `self` 关键字访问当前实例的数据。 ```lua function MyClass:new(name) local instance = { name = name -- 初始化成员变量 } setmetatable(instance, self) return instance end function MyClass:sayHello() print("Hello, my name is " .. self.name) -- 访问成员变量 end -- 测试 local person = MyClass:new("Alice") -- 创建实例并初始化名称 person:sayHello() -- 输出 "Hello, my name is Alice" ``` 此部分实现了带有成员变量和成员函数的简单结构[^4]。 --- #### 继承机制 Lua 并不提供内置的关键字支持继承,但可以通过设置元表的 `__index` 字段来实现继承关系。子会自动查找父中的方法或字段。 ```lua -- 父 BaseClass local BaseClass = {} BaseClass.__index = BaseClass function BaseClass:new() local instance = {} setmetatable(instance, self) return instance end function BaseClass:greet() print("Greeting from BaseClass!") end -- 子 SubClass local SubClass = {} SubClass.__index = SubClass setmetatable(SubClass, { __index = BaseClass }) -- 子继承自父 function SubClass:new() local instance = BaseClass:new() -- 调用父构造器 setmetatable(instance, self) return instance end function SubClass:hello() print("Hello from SubClass!") -- 自定义方法 end -- 测试 local subObj = SubClass:new() subObj:hello() -- 输出 "Hello from SubClass!" subObj:greet() -- 输出 "Greeting from BaseClass!" (继承自父) ``` 这段代码演示了如何通过 `__index` 元方法实现继承功能[^5]。 --- #### 动态扩展与多态 由于 Lua 是动态型的脚本语言,可以在运行时修改的行为或添加新的方法。这使得 Lua 的 OOP 更加灵活。 ```lua function SubClass:overrideMethod() print("Overridden method in SubClass.") -- 重写父方法 end if not SubClass.overrideMethod then function SubClass:defaultBehavior() print("Default behavior added dynamically.") end end local dynamicInstance = SubClass:new() dynamicInstance:overrideMethod() -- 输出 "Overridden method in SubClass." dynamicInstance:defaultBehavior() -- 如果未被覆盖,则执行默认行为 ``` 以上代码片段说明了 Lua 支持动态扩展的能力[^2]。 --- #### 工具库辅助开发 对于更复杂的项目,可以直接借助现有的工具库简化定义和继承过程。例如 Cocos2d-x 提供了一个名为 `cc.class` 的工具函数,能够快速完成的设计和继承操作[^3]。 ```lua local cc = require("cocos.framework.cc") local Animal = cc.class("Animal") function Animal:ctor(name) self._name = name end function Animal:speak() print(self._name .. " makes a sound.") end local Dog = cc.class("Dog", Animal) -- Dog 继承自 Animal function Dog:ctor(name) Dog.super.ctor(self, name) -- 调用父构造器 end function Dog:bark() print(self._name .. " barks loudly.") end local doggy = Dog.new("Rex") doggy:speak() -- 输出 "Rex makes a sound." doggy:bark() -- 输出 "Rex barks loudly." ``` 这一例子进一步证明了 Lua 在实际应用中的灵活性和可扩展性。 ---
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