用 Lua 编程：16.3 - Lua 编程语言

第一版是为 Lua 5.0 编写的。虽然在很大程度上仍然适用于更高版本，但存在一些差异。
第四版针对 Lua 5.3，可在亚马逊和其他书店购买。
购买本书，您还将帮助支持 Lua 项目。

16.3 – 多重继承

由于对象在 Lua 中不是基本类型，因此有几种方法可以在 Lua 中进行面向对象编程。我们之前看到的，使用索引元方法的方法可能是简单性、性能和灵活性方面的最佳组合。然而，还有其他实现，可能更适合某些特定情况。这里我们将看到一个允许在 Lua 中进行多重继承的备选实现。

此实现的关键是将函数用于元字段 __index。请记住，当表的元表在字段 __index 中有函数时，Lua 将在无法在原始表中找到键时调用该函数。然后，__index 可以按需要在多少个父级中查找缺失的键。

多重继承意味着一个类可能有多个超类。因此，我们不能使用类方法来创建子类。相反，我们将为此目的定义一个特定函数 createClass，其参数为新类的超类。此函数创建一个表来表示新类，并使用执行多重继承的 __index 元方法设置其元表。尽管有多重继承，但每个实例仍然属于一个单独的类，它在其所有方法中查找。因此，类和超类之间的关系不同于类和实例之间的关系。特别是，一个类不能同时作为其实例的元表和其自己的元表。在以下实现中，我们将一个类作为其实例的元表，并创建另一个表作为类的元表。

    -- look up for `k' in list of tables `plist'
    local function search (k, plist)
      for i=1, table.getn(plist) do
        local v = plist[i][k]     -- try `i'-th superclass
        if v then return v end
      end
    end
    
    function createClass (...)
      local c = {}        -- new class
    
      -- class will search for each method in the list of its
      -- parents (`arg' is the list of parents)
      setmetatable(c, {__index = function (t, k)
        return search(k, arg)
      end})
    
      -- prepare `c' to be the metatable of its instances
      c.__index = c
    
      -- define a new constructor for this new class
      function c:new (o)
        o = o or {}
        setmetatable(o, c)
        return o
      end
    
      -- return new class
      return c
    end

让我们通过一个小示例来说明如何使用 createClass。假设我们之前的类 Account 和另一个类 Named，它只有两个方法，setname 和 getname

    Named = {}
    function Named:getname ()
      return self.name
    end
    
    function Named:setname (n)
      self.name = n
    end

要创建一个新类 NamedAccount，它是 Account 和 Named 的子类，我们只需调用 createClass

    NamedAccount = createClass(Account, Named)

要创建和使用实例，我们照常进行

    account = NamedAccount:new{name = "Paul"}
    print(account:getname())     --> Paul

现在让我们了解最后一条语句中发生的情况。Lua 无法在 account 中找到 "getname" 字段。因此，它在 account 的元表（即 NamedAccount）中查找 __index 字段。但是 NamedAccount 也无法提供 "getname" 字段，因此 Lua 在 NamedAccount 的元表的 __index 字段中查找。由于此字段包含一个函数，因此 Lua 会调用它。然后，此函数首先在 Account 中查找 "getname"，但未成功，然后在 Named 中查找，并在其中找到一个非 nil 值，这是搜索的最终结果。

当然，由于此搜索的底层复杂性，多重继承的性能与单一继承不同。改善此性能的一种简单方法是将继承的方法复制到子类中。使用此技术，类的索引元方法将如下所示

      ...
      setmetatable(c, {__index = function (t, k)
        local v = search(k, arg)
        t[k] = v       -- save for next access
        return v
      end})
      ...

通过此技巧，对继承方法的访问与对本地方法的访问一样快（首次访问除外）。缺点是，在系统运行后很难更改方法定义，因为这些更改不会沿层次结构链向下传播。