Lua实现面向对象

前文

市面上已经有非常多的lua实现面向对象的相关文章了，本文也不希望再重复赘述该怎么实现一个面向对象。而是记录下自己实现面向对象的全部流程，以及踩到的坑点和对应的解决的方法，本文将一直更新下去，直到实现个人认为最完美的Lua面向对象为止。

第一版

function class(classname, super)
    local cls = { __name = classname, __super = super }

    if super then
        setmetatable(cls, { __index = super })
    end

    function cls:new(...)
        -- 创建新实例
        local obj = {}
        setmetatable(obj, {__index = self})

        -- 调用构造方法
        if self.ctor then
            self.ctor(obj, ...)
        end
        return obj
    end

    return cls
end

1. 新生成一张表cls（可以理解成CLR的类型对象），给cls添加一个元表，元方法__index 赋值为 super（父类型对象），在cls中找不到的key，会到super中去寻找。
2. 给cls新增一个方法new()，该方法返回cls类型对象的一个实例，并主动调用构造方法ctor，初始化实例对象中的成员

-- 使用方法展示
local Parent = class("Parent", Grandfather)
function Parent:ctor(name)
    self.parentName = name
end

local Child = class("Child", Parent)
function Child:ctor(name)
    self.__super:ctor(name)
    self.childName = name
end

local A = Child:new('A')
local B = Child:new('B')
print(A.childName)  -- 输出：A
print(B.childName)  -- 输出：B

可以看到，A和B已经是2个不同的实例对象，我们给A和B的childname进行不同的赋值，最后输出的结果也是不相同的赋值，是正确的。然后我们尝试输出下父类中的parentName值试试，看看有没有什么不同：

print(A.parentName)  -- 输出：B
print(B.parentName)  -- 输出：B

我去，异常的情况发生了，可以看到B实例“修改”了A实例的parentName，那么这个是怎么造成的呢，我们来分析一下：

我们在对Child实例化时，调用了self.__super:ctor(name)，其中的self.__super其实是Parent类型对象，那么我们修改parentName时，其实修改的是Parent类型对象中的值，而非Child实例的值。【说的比较拗口，但懂的人自然懂了。如果读者不明白类型对象和类型对象实例的区别，请自行查阅一下】
这也是为什么2个实例都输出了“B”，那么我们该怎么解决这个问题呢？
我们回想下CLR在实例化一个对象的时候，它做了什么？它会计算类型及其所有基类型（一直到System.Object）中定义的所有实例字段需要的字节数。在托管堆上分配所需的空间，最后对所有实例字段初始化。我们这里也正是少了在实例中分配基类型实例字段空间的过程，由此，我衍生出第二版来修复这个问题。

第二版

function class(classname, super)
    local cls = { __name = classname, __super = super }

    -- 继承父类方法
    if super then
        setmetatable(cls, { __index = super })
    end

    -- 实例的元表指向类
    cls.__index = cls

    -- 构造函数（自动克隆类字段）
    function cls:new(...)
        local obj = {}
        setmetatable(obj, self)

        -- 链式调用构造函数
        local function call_ctor(class, ...)
            if class.__super then
                call_ctor(class.__super, ...)
            end
            if rawget(class, "ctor") then
                class.ctor(obj, ...)
            end
        end
        call_ctor(self, ...)

        return obj
    end

    return cls
end

1. 新生成一张表cls（可以理解成CLR的类型对象），给cls添加一个元表，元方法__index 赋值为 super（父类型对象），在cls中找不到的key，会到super中去寻找。
2. 给cls新增一个方法new()，该方法返回cls类型对象的一个实例。
3. new()方法中会自低向上的调用构造函数，并将实例传递进行，进行实例初始化

-- 使用方法展示
local Parent = class("Parent", Grandfather)
Parent.defaultParentName = "defaultParentName"
function Parent:ctor(name)
    self.parentName = name
end

local Child = class("Child", Parent)
function Child:ctor(name)
    self.__super:ctor(name)
    self.childName = name
end

local A = Child:new('A')
local B = Child:new('B')
print(A.childName)  -- 输出：A
print(B.childName)  -- 输出：B
print(A.parentName)  -- 输出：A
print(B.parentName)  -- 输出：B

此时我们可以看到，无论是childName还是parentName都输出了正确的结果。