概述
lua的__index元方法本身没有提供类似C++虚函数机制,调用的父类方法调用虚函数可能会出现问题。
问题分析
分析这段代码和输出
local Gun = {} -- 示例,实际应用还要考虑构造,虚表等情况 function LuaClass(Class, Parent) setmetatable(Class, {__index = Parent}) Class._Super = Parent end function Gun:Attack() print("开始攻击"); self:Load() self:Fire() end function Gun:Load() print("装弹"); end function Gun:Fire() print("开枪"); end Gun:Attack(); local Cannon = {} LuaClass(Cannon, Gun) function Cannon:Attack() print("大炮开始攻击") self._Super:Attack() end function Cannon:Fire() print("开炮") end print("-------------------------------------") Cannon:Attack()
输出:

红线圈出的地方虚函数调用错误,应该打印"开炮"。
使用元表来面向对象时,要注意__index元方法的语义:
当你通过键来访问 table 的时候,如果这个键没有值,那么Lua就会寻找该table的metatable(假定有metatable)中的__index 键。如果__index包含一个表格,Lua会在表格中查找相应的键
如果__index包含一个函数的话,Lua就会调用那个函数,table和键会作为参数传递给函数。
__index 元方法查看表中元素是否存在,如果不存在,返回结果为 nil;如果存在则由 __index 返回结果
可知__index只是提供一种递归的查询方式,其中并未包含虚函数的调用机制。
而
Gun:Attack() 等价于 Gun.Attack(self)
self._Super:Attack() 等价于 Gun.(Gun) 注意self._Super = Gun
所以调用父类Attack函数中,self的语义是Gun这张表,后面调用的就一直是Gun方法,所以最后调用的是Gun的Fire,而不是Cannon的Fire。
解决方案
使用指针指向调用函数的表,在调用父类的方法时,使父类的self的语义是调用者。
注意这种实现和C++的虚函数调用思路是不一样的,细节请参考我的另一篇文章:
跳转链接:c++虚函数表、多态
替换问题分析中的LuaClass方法
function LuaClass(Class, Parent) local FindVal = function(InClass, Key) local Raw = rawget(InClass, Key) if nil ~= Raw then return Raw, InClass end if nil ~= InClass.__Base then return FindVal(InClass.__Base, Key) end end Class.__Base = Parent Class.__ClassPtr = Class local Index = function(_, Key) local Val, ClassPtr = FindVal(Parent, Key) if nil == Val then return end Class.__ClassPtr = ClassPtr return Val end setmetatable(Class, {__index = Index}) local SuperIndex = function(_, Key) return function(_, ...) local OriClassPtr = Class.__ClassPtr if nil == OriClassPtr.__Base then return end local Val, ClassPtr = FindVal(OriClassPtr.__Base, Key) if nil == Val then return end Class.__ClassPtr = ClassPtr local Ret = {Val(Class, ...)} Class.__ClassPtr = OriClassPtr return table.unpack(Ret) end end Class._Super = setmetatable({}, {__index = SuperIndex}) end
输出:

- 在__index元方法查询的时候,标记当前调用方法所在的表。
- 在_Super的元表__index元方法查询的时候,找到标记表的方法,使用Class表作为第一个参数self传入。
备注
- 支持虚函数有性能开销,可以在LuaClass加个参数控制是否支持虚函数。