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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。有很多编程语言支持 OOP，包括：

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

OOP 的特性

• 类 - 类是创建对象的扩展模板，提供状态（成员变量）的初始值和行为的实现。

• 对象 - 它是类的实例，并为自身分配了单独的内存。

• 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 - 它是在类内部组合数据和函数的过程。数据可以通过函数在类外部访问。它也称为数据抽象。

Lua 中的 OOP

您可以使用 Lua 的表格和一等函数在 Lua 中实现面向对象。通过将函数和相关数据放入表格中，就形成了一个对象。继承可以通过元表来实现，为父对象中不存在的函数（方法）和字段提供查找机制。

Lua 中的表格具有对象的状态和身份等特性，这些特性独立于其值。两个具有相同值的物件（表格）是不同的物件，而一个物件可以在不同的时间具有不同的值，但它始终是相同的物件。像对象一样，表格的生命周期独立于谁创建它们或在哪里创建它们。

一个真实的例子

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益处。

让我们考虑一个简单的数学例子。我们经常遇到处理不同形状（如圆形、矩形和正方形）的情况。

这些形状可以具有一个共同的属性“面积”。因此，我们可以从具有共同属性“面积”的基本对象“形状”扩展其他形状。每个形状都可以有自己的属性和函数，例如，矩形可以具有属性长度、宽度、面积作为其属性，以及 printArea 和 calculateArea 作为其函数。

创建简单的类

下面显示了具有三个属性（面积、长度和宽度）的矩形的简单类实现。它还具有一个 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和对象一起访问成员函数，如下所示：

r:printArea()

内存被分配，并且设置了初始值。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。它只不过是一个允许设置值的函数，如上所示。

完整示例

让我们看看在 Lua 中使用面向对象的完整示例。

main.lua

-- 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()

输出

运行上述程序时，您将获得以下输出。

The area is 	100

Lua 中的继承

继承是将简单的基本对象（如形状）扩展到矩形、正方形等的过程。它通常用于现实世界中以共享和扩展基本属性和函数。

让我们看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到正方形类，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

覆盖基函数

我们可以覆盖基类函数，即，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

我们可以使用元表在 Lua 中扩展上面显示的简单类实现，并使用另一种新方法。基类中的所有成员变量和函数都保留在派生类中。

main.lua

-- 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()

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

-- Derived class method printArea

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

-- Creating an object
mysquare = Square:new(nil,10)
mysquare:printArea()

Rectangle = Shape:new()

-- Derived class method 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

-- Derived class method printArea

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

-- Creating an object

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

输出

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

在上面的示例中，我们从基类 Square 创建了两个派生类 - Rectangle 和 Square。可以在派生类中覆盖基类的函数。在此示例中，派生类覆盖了函数 printArea。