前言

Lua是一种轻量级的脚本语言，在unity开发中经常用来做热更新相关的解决方案，我们现在的程序开发往往都是面向对象的，而Lua中是不存在类的概念的，让我们来看一下在Lua中如何实现面向对象编程。

一、Lua中的数据类型

Lua中共有8种数据类型，简单数据类型：number、boolean、string、nil，复杂数据类型：function、userdata、thread、table。Lua中没有类的概念，所有面向对象的实现都是基于table来实现的。在table中我们可以定义一些变量，去模拟一个类的封装，比如：

Student = 
{ 
   
	age = 18,
	sex = true,

	Up = function()
		Student.age = Student.age + 1
		print("长大了")
	end,

	Learn = function(t)
		print(t.name .. "好好学习")
	end
}

关于使用表中的成员，也和C#、C++等语言类似，但更像是类的静态成员，通过： 表名.成员变量名 调用，并且，可以在表外添加声明成员。而对于成员方法的调用分为 表名.成员方法() 和 表名:成员方法() 两种，前者是普通的调用，后者是将方法调用者作为第一个参数传入，方法中的self就代表着传入的第一个参数，对于上述表成员的调用，可看示例代码：

print(Student.age)
Student.Up()
print(Student.age)
//在表外声明成员变量
Student.name = "Happy.Q"
Student.Learn(Student)
Student:Learn()
//在表外声明成员方法
function Student:Speak()
	print(self.name .. "说话")
end
Student:Speak()
}

运行结果：

二、_G

_G是一个Lua程序中的总表，也称为”大G表”，它实际是一个table，里面存放了整个Lua程序中声明的所有全局变量，而本地变量不会被存放到大G表中。我们可以通过遍历大G表得到我们目前声明的所有全局变量。

代码如下：

for key,value in pairs(_G) do
	print(key,value)
end

三、元表

元表的概念让table之间有了父子关系，任何一个表都可以设置为另一个表的元表，则另一个表就成为这个表的子表。设置元表的方法：

table1 = { 
   }
table2 = { 
   }
//设置元表函数，第一个参数：子表，第二个参数：元表
setmetatable(table1,table2)

元表中有一个很重要的特定操作：__index
首先注意，前面是两个下划线。__index的作用是，当在表中找不到索引时，会在元表的__index指向的表中寻找。通过一个简单的例子来看一下__index的作用：

table1 = { 
   }
table2 = 
{ 
   
	age = 18
}

//__index的设置最好在表外
table2.__index = table2

//将table1设为table2的子表
setmetatable(table1,table2)

print(table1.age)

运行结果：

显然，table1中是不存在age的定义的，但通过它的元表table2的__index所指向的表，即table2自身，就能找到age。看到这里，熟悉面向对象的读者就会发现，这一特性类似于继承关系。关于元表，还有很多特定操作，比如__tostring，__tocall等，这里不做过多介绍，读者可以看Lua的官方文档进行学习，Lua的学习成本还是较低的，相信大家很容易就能学会。

四、面向对象

前面做了很多的铺垫，终于迎来了本文的重头戏——Lua中实现面向对象。面向对象的三大特性：封装、继承、多态。读完前面的内容，我们大概总结出来，表的定义可以实现封装，元表的概念和特性可以实现继承，其实多态也蕴含在表的方法中，下面让我们边实现面向对象，边去发现多态的存在。

1.封装

首先，我们实现一个类似C#中的万物之父——Object的存在

代码如下：

//万物之父 所有对象的基类
Object = { 
   }
//为Object创建一个实例化对象的方法
function Object:new()
	local obj = { 
   }
	//self就是第一个参数，即Object
	//将__index指向Object。并将新定义的表设为Object的元表
	//则新定义的表就有了Object中的属性
	self.__index = self
	setmetatable(obj,self)
	return obj
end

这样，我们就完成了一个基本的万物之父的创建，我们便可以用Object的new方法实例化一个Object的对象:

local obj = Object:new()

2.继承

我们现在有了一个万物之父，那如何做到继承这个Object呢？在C#、C++中，是通过 类名:继承的类 来实现继承的，在Java中则是通过 类名 extends 继承的类 来实现的继承。我们在Lua中似乎不能通过这种符号或关键字的形式将两个表联系起来，所以我们还是考虑为Object来写一个方法实现继承。

代码如下：

function Object:subClass(className)
	//为大G表添加一个名为className的表，就是创建了一个全局表
	//表示新创建的类
	_G[className] = { 
   }
	//将Object的__index指向自身
	self.__index = self
	//将Object作为新创建的表的元表
	setmetatable(_G[className],self)
end

这样一来就实现了一个继承关系，结合上述封装，我们可以定义一个Person类，并实例化一个person对象：

//创建一个Person类，继承自万物之父Object
Object:subClass("Person")
//为Person类添加一个成员变量
Person.id = 10
//实例化一个person对象
person = Person:new()
print(person.id)

运行结果：

3.多态

前面已经实现了封装和继承，下面我们来看一下如何实现多态。我们先来想一下，其它面向对象的高级语言是如何实现的多态，这里我们只考虑子类对父类中虚方法的重写，以C#为例，我们是先在父类中用virtual修饰方法，再在子类中用override修饰重写同名方法，如果想基于父类方法重写，则需要用base关键字。在Lua中是不存在这些关键字的，那该怎么办呢？其实很简单，我们可以构造一个base，改一下Object中的继承方法：

function Object:subClass(className)
	//为大G表添加一个名为className的表，就是创建了一个全局表
	//表示新创建的类
	_G[className] = { 
   }
	//将Object的__index指向自身
	self.__index = self
	//构建一个base，指向父类
	_G[className].base = self
	//将Object作为新创建的表的元表
	setmetatable(_G[className],self)
end

这样，base就代表着父类，所以在子类重写方法时，还想继承父类的方法，就可以这样做：

function Person:Speak()
	print(self.name.."说话")
end

Person:subClass("Student")

function Student:Speak()
	//这一步很重要，不能写成:调用，否则传的self是self.base
	//一定要这样写！！
	self.base.Speak(self)
end
	

这里格外强调一下注释中的内容！这是个大坑，如果这里用了：调用方法，那么将把父类传到了方法中，出来的结果将是父类的name说话。这样，我们就完成了保留父类方法并进行重写，完成了多态的实现。

总结

面向对象的编程思想让我们的程序开发更加高效，Lua本身没有类的概念，但是我们可以用table以及它的一些特性完成面向对象的构建，做到了封装、继承、多态的实现。此外，table还可以实现List，Dictionary之类的数据容器，是一个比较强大的数据类型，之后有机会在别的文章里做进一步描述，感兴趣的读者可以自己尝试一下。

今天的文章Lua语言实现面向对象分享到此就结束了，感谢您的阅读。