在 Lua 中实现类似于 Swift Extension 的机制

本文目标

本文在 Lua 中实现类似于 Swift Extension 的机制，使得在不改变类继承关系、不进行重复代码实现的前提下，实现一些函数的复用。主要作用是减少代码重复。主要思路是在运行时将作为 extensionClass 的表的元素依次拷贝到目标类中。

软件版本

• Lua 5.1.5

代码

遍历扩展类/表，将其中的对象依次拷贝到目标类中。具体实现如下：

function extendClass(extensionDestinationClass, extensionSourceClass)
    for k, v in pairs(extensionSourceClass) do
        if extensionDestinationClass[k] ~= nil then
            print("key "..k.." overriden by extension class")
        end
        extensionDestinationClass[k] = v
    end
end

说明

该实现对 number 是按值拷贝，对 string(按 Lua 实现机制，本身就是存储的引用), function, table 是按引用拷贝。

相对于 Swift 的 extension 语法，因为此处 extension 类在定义时不需要指明是对哪个类的扩展，所以一次定义后可用于多种不同的类。而 Swift 则一个 extension 定义对应一个特定的实现，在这一点上本实现略有优势。

使用示例

testClass = {}

extensionClass = {}
function extensionClass:ExtendedPrint()
    print("hello a extended print")
end

extensionClass.testValue = 20


-- 由于搜索的复杂性，多重继承的效率比起单继承
-- 要低。一个简单的改善性能的方法是将继承方法拷贝到子类。

baseClass = {}
function baseClass:BasePrint()
    print("hello this is base print")
end


setmetatable(testClass, {__index = baseClass})
testClass:BasePrint()
--testClass:ExtendedPrint()

--setmetatable(testClass, {__index = extensionClass})


extendClass(testClass, extensionClass)
testClass:BasePrint()
testClass:ExtendedPrint()
print(extensionClass)
print(testClass)
extendClass(testClass, extensionClass)
testClass.testValue = 50

testClass2 = {}
extendClass(testClass2, extensionClass)
print(testClass.testValue)
print(testClass2.testValue)

配合 debugPrint模块 可以得到以下输出：

@test.lua(38,1) hello this is base print 
@test.lua(38,1) hello this is base print 
@test.lua(27,1) hello a extended print 
@test.lua(52,1) 
{
  testValue = 20,
  ExtendedPrint = "function: 01044A18"
} 
@test.lua(53,1) 
{
  ExtendedPrint = "function: 01044A18",
  testValue = 20
} 
@test.lua(10,1) key testValue overriden by extension class 
@test.lua(10,1) key ExtendedPrint overriden by extension class 
@test.lua(59,1) 50 
@test.lua(60,1) 20 

可见，testClass 与 testClass2 分别拥有不同的 testValue 实例。但是共用 ExtendedPrint 这个 function 的引用。

示例工程

• 模块下载：https://gitee.com/hustlion-dev/extendClass

参考资料

• https://docs.swift.org/swift-book/LanguageGuide/Extensions.html
• https://*.com/a/24143674/4394850
• 【iOS】Category VS Extension 原理详解