關於雲風在 Lua 中實現面向物件的原始碼分析
阿新 • • 發佈:2019-01-27
①原始碼:
local _class={} function class(super) local class_type={} class_type.ctor=false class_type.super=super class_type.new=function(...) local obj={} do local create create = function(c,...) if c.super then create(c.super,...) end if c.ctor then c.ctor(obj,...) end end create(class_type,...) end setmetatable(obj,{ __index=_class[class_type] }) return obj end local vtbl={} _class[class_type]=vtbl setmetatable(class_type,{__newindex= function(t,k,v) vtbl[k]=v end }) if super then setmetatable(vtbl,{__index=function(t,k) local ret=_class[super][k] vtbl[k]=ret return ret end }) end return class_type end
②使用示例:
現在,我們來看看怎麼使用:
base_type=class() -- 定義一個基類 base_type function base_type:ctor(x) -- 定義 base_type 的建構函式 print("base_type ctor") self.x=x end function base_type:print_x() -- 定義一個成員函式 base_type:print_x print(self.x) end function base_type:hello() -- 定義另一個成員函式 base_type:hello print("hello base_type") end
以上是基本的 class 定義的語法,完全相容 lua 的程式設計習慣。我增加了一個叫做 ctor 的詞,作為建構函式的名字。
下面看看怎樣繼承:
test=class(base_type) -- 定義一個類 test 繼承於 base_type function test:ctor() -- 定義 test 的建構函式 print("test ctor") end function test:hello() -- 過載 base_type:hello 為 test:hello print("hello test") end
現在可以試一下了:
a=test.new(1) -- 輸出兩行,base_type ctor 和 test ctor 。這個物件被正確的構造了。 a:print_x() -- 輸出 1 ,這個是基類 base_type 中的成員函式。 a:hello() -- 輸出 hello test ,這個函式被過載了。
③原理分析
① 通過引入_class來索引各個類(class_type)的對應的vtbl(裡面記錄了該類的成員變數和成員方法,通過__newindex原方法來實現,攔截對class_type元素的直接賦值轉而儲存在對應的vtbl表中);
② 允許使用者通過重寫class_type的ctor函式來自定義構造過程(主要用於實現成員變數的定義),開放唯一一個例項化函式來讓使用者生成物件例項(該函式的主要任務是遞迴呼叫上層類的ctor函式,並把要返回的物件例項的__index設定為該class_type對應的vtbl)。所以class_type在整個過程中只是只是實現了把物件例項跟vtbl表繫結的任務;
③ 最後,如果該類有父類,就把它的vtbl的__index元方法設定為父類的__index。那麼最後呈現出來的結果就是物件例項的__index指向該類對應的vtbl,然後它再指向更上層父類對應的vtbl。任何對類的賦值都被__newindex攔截,從而轉為向對應的vtbl賦值。