Lua中元方法的继承

Question

我非常喜欢“lua 编程”16.1、16.2 中对面向对象编程的描述：

http://www.lua.org/pil/16.1.html

http://www.lua.org/pil/16.2.html

并希望遵循这种方法。但我想更进一步：我想要一个名为“class”的基“类”，它应该是所有子类的基础，因为我想在那里实现一些辅助方法（比如“instanceof”等.)，但本质上应该如书中所述：

function class:new(o)
    o = o or {}
    setmetatable(o, self)
    self.__index = self
    return o
end

现在解决我的问题：

我想要一个类“number”，它继承自“class”：

number = class:new()

我想为此类中的运算符重载（__add、__sub 等）定义元方法，例如：

n1 = number:new()
n2 = number:new()

print(n1 + n2)

有效。这不是一个真正的问题。但现在我想要第三类“money”，它继承自“number”：

money = number:new{value=10,currency='EUR'}

我在这里介绍一些新的属性等等。

现在我的问题是，我没有让事情发挥作用，“金钱”继承了“类”和“数字”的所有方法包括“数字”中定义的所有元方法。

我已经尝试了几件事，例如覆盖“new”或修改元表，但我无法让事情正常工作，没有丢失“money”中的“class”方法或丢失“number”中的元方法“钱”

我知道，那里有很多类实现，但我真的很想坚持使用 lua 本身的最小化方法。

任何帮助将不胜感激！

非常感谢！

Answer 1

我认为您遇到的问题是由于使用类似于rawget(getmetatable(obj) or {}, "__add") 的东西查找运算符元方法。因此，运算符不会与其他函数一起继承。

我在让new 函数像这样复制运算符方面取得了一些成功：

function class:new(o)
    o = o or {}
    setmetatable(o, self)
    self.__index = self
    local m=getmetatable(self)
    if m then
        for k,v in pairs(m) do
            if not rawget(self,k) and k:match("^__") then
                self[k] = m[k]
            end
        end
    end
    return o
end

Answer 2

这个问题已经得到解答，但让我介绍一下我的解决方案，这是我前段时间在开发我的 OOP 库时遇到的，middleclass。

就我而言，我开始列出所有“有用的”元方法名称：

local _metamethods = { -- all metamethods except __index
  '__add', '__call', '__concat', '__div', '__le', '__lt', '__mod', '__mul', '__pow', '__sub', '__tostring', '__unm'
} 

我使用该列表为创建的每个类添加方法。因此，实际上，我对所有元方法都有一个“默认实现”：

-- creates a subclass
function Object.subclass(theClass, name)
  ...

  local dict = theSubClass.__classDict -- classDict contains all the [meta]methods of the 
  local superDict = theSuperClass.__classDict -- same for the superclass
  ...

  for _,mmName in ipairs(_metamethods) do -- Creates the initial metamethods
    dict[mmName]= function(...) -- by default, they just 'look up' for an implememtation
      local method = superDict[mmName] -- and if none found, they throw an error
      assert( type(method)=='function', tostring(theSubClass) .. " doesn't implement metamethod '" .. mmName .. "'" )
      return method(...)
    end
  end 

诀窍在于默认实现“调用”父类的实现；如果不存在，则会引发错误。

以这种方式实现的元方法仅比常规方法稍慢（2 个额外的方法调用），并且使用的内存量非常小（每个类 12 个额外的函数）。

PS：我没有包含 __len 元方法，因为 Lua 5.1 无论如何都不尊重它。

PS2：我没有包含__index 或__newindex，因为我必须在我的课程内部使用它们。

Answer 3

我做了类似的事情并且遇到了类似的问题。这是我的基类定义：

RootObjectType = {}
RootObjectType.__index = RootObjectType
function RootObjectType.new( o )
        o = o or {}
        setmetatable( o, RootObjectType )
        o.myOid = RootObjectType.next_oid()
        return o
end

function RootObjectType.newSubclass()
        local o = {}
        o.__index = o
        setmetatable( o, RootObjectType )
        RootObjectType.copyDownMetaMethods( o, RootObjectType )
        o.baseClass = RootObjectType
        return o
end

function RootObjectType.copyDownMetaMethods( destination, source ) -- this is the code you want
        destination.__lt = source.__lt
        destination.__le = source.__le
        destination.__eq = source.__eq
        destination.__tostring = source.__tostring
end

RootObjectType.myNextOid = 0
function RootObjectType.next_oid()
        local id = RootObjectType.myNextOid
        RootObjectType.myNextOid = RootObjectType.myNextOid + 1
        return id
end

function RootObjectType:instanceOf( parentObjectType )
        if parentObjectType == nil then return nil end
        local obj = self
        --while true do
        do
                local mt = getmetatable( obj )
                if mt == parentObjectType then
                        return self
                elseif mt == nil then
                        return nil
                elseif mt == obj then
                        return nil
                else
                        obj = mt
                end
        end
        return nil
end


function RootObjectType:__lt( rhs )
        return self.myOid < rhs.myOid
end

function RootObjectType:__eq( rhs )
        return self.myOid == rhs.myOid
end

function RootObjectType:__le( rhs )
        return self.myOid <= rhs.myOid
end

function RootObjectType.assertIdentity( obj, base_type )
        if obj == nil or obj.instanceOf == nil or not obj:instanceOf( base_type ) then
                error( "Identity of object was not valid" )
        end
        return obj
end

function set_iterator( set )
        local it, state, start = pairs( set )
        return function(...) 
                local v = it(...)
                return v
        end, state, start
end