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Lua 面向对象

Lua 没有内置 class 关键字，但你可以用 table、函数和 metatable 实现面向对象写法。理解这一点后，你会发现 Lua 的对象系统不是语言硬编码出来的，而是由普通机制组合出来的。

对象是什么​

在 Lua 中，一个对象通常就是一个 table：

main.lua
local device = {
   id = "sensor-001",
   value = 23.5,
}

function device.show(self)
   print(self.id, self.value)
end

device.show(device)

输出：

sensor-001	23.5

这种写法有点啰嗦，因为调用方法时要手动传入 device。

冒号语法​

Lua 提供了冒号语法：

main.lua
local device = {
   id = "sensor-001",
   value = 23.5,
}

function device:show()
   print(self.id, self.value)
end

device:show()

输出：

sensor-001	23.5

device:show() 等价于：

device.show(device)

冒号会自动把调用者作为第一个参数 self 传入。

创建“类”​

Lua 中常见的类写法是：用一个 table 保存方法，再用 __index 让对象查找这些方法。

device.lua
local Device = {}
Device.__index = Device

function Device.new(id)
   local self = {
      id = id,
      value = 0,
   }

   return setmetatable(self, Device)
end

function Device:set_value(value)
   self.value = value
end

function Device:show()
   print(self.id, self.value)
end

local sensor = Device.new("sensor-001")
sensor:set_value(23.5)
sensor:show()

输出：

sensor-001	23.5

这段代码的关键是：

Device.__index = Device

当 sensor 找不到 show 字段时，会通过 metatable 的 __index 到 Device 中查找。

把类写成模块​

实际项目中，你通常会把类放到单独模块：

device.lua
local Device = {}
Device.__index = Device

function Device.new(id)
   local self = {
      id = id,
      value = 0,
   }

   return setmetatable(self, Device)
end

function Device:set_value(value)
   self.value = value
end

function Device:show()
   print(self.id, self.value)
end

return Device

使用：

main.lua
local Device = require("device")

local sensor = Device.new("sensor-001")
sensor:set_value(23.5)
sensor:show()

继承​

Lua 没有固定的继承模型。下面是一种简单写法：

main.lua
local Device = {}
Device.__index = Device

function Device.new(id)
   return setmetatable({id = id}, Device)
end

function Device:show()
   print("device:", self.id)
end

local Sensor = {}
Sensor.__index = Sensor
setmetatable(Sensor, {__index = Device})

function Sensor.new(id, unit)
   local self = Device.new(id)
   self.unit = unit
   return setmetatable(self, Sensor)
end

function Sensor:read()
   print("read:", self.id, self.unit)
end

local s = Sensor.new("sensor-001", "C")
s:show()
s:read()

输出：

device:	sensor-001
read:	sensor-001	C

这里 Sensor 自己找不到 show() 时，会通过 setmetatable(Sensor, {__index = Device}) 到 Device 里查找。

组合优先于复杂继承​

Lua 的灵活性很高，但复杂继承层级会让代码难读。很多时候，组合更清楚。

main.lua
local function new_logger(prefix)
   return {
      info = function(_, message)
         print(prefix .. ": " .. message)
      end,
   }
end

local device = {
   id = "sensor-001",
   logger = new_logger("sensor"),
}

device.logger:info("online")

输出：

sensor: online

这里没有继承，只是把 logger 放进 device 里。

常见错误​

用点号调用冒号定义的方法​

function device:show()
   print(self.id)
end

device.show() -- 错误：self 没有传入

正确写法：

device:show()

或者显式传入：

device.show(device)

忘记设置 __index​

如果你忘记写：

Device.__index = Device

对象就找不到定义在 Device 上的方法。

小结​

你需要掌握：

  • Lua 对象通常是 table。
  • 冒号调用会自动传入 self。
  • 常见类写法是 Class.__index = Class 加 setmetatable()。
  • 继承可以用 metatable 实现，但不要滥用复杂继承。
  • 实际项目中，组合往往比深层继承更容易维护。