lua面向对象封装及元表(metatable)性能测试

　　Lua本身是没有面向对象支持的，但面向对象编程在逻辑复杂的大型工程却很有用。于是很多人用Lua本身的数据结构table来模拟面向对象。最简单的一种方法是把对象的方法、成员都放到table中。如：

-- file:test.lualocal test = {}function test:get_x()return self.x or 0
endfunction test:set_x( _x )self.x = _x
endlocal test_module = {}function test_module.new()local t = {}for k,v in pairs( test ) dot[k] = vendreturn t
endreturn test_module

调用也比较简单：

-- file:main.lualocal test = require "test"local _t = test.new()_t:set_x( 999 )
print( _t:get_x() )

这已经很像面向对象编程。但我们可以看到这样写有些缺点：

1.数据和方法混在一起(当然这不是什么大问题，C++也是这样)

2.每创建一个对象，都要将方法复制一遍

3.没法继承

Lua有强大的元表(metatable)，利用它我们可以更优雅地封装一下：

1.先统一封装一个面向对象函数：

-- file:oo.lualocal oo = {}local cls = {}local function new( clz )local t = {}setmetatable(t, clz)return t
endfunction oo.class( parent,name )local t = {}cls[name] = tparent = parent or {}rawset( t,"__index",t )setmetatable( t,{ __index = parent,__call = new } )return t
endreturn oo

2.然后重新写类的实现：

-- file:test.lualocal oo = require "oo"local test = oo.class( nil,... )function test:get_x()return self.x or 0
endfunction test:set_x( _x )self.x = _x
endreturn test

3.调用也更加简单了：

-- file:main.lualocal Test = require "test"local _t = Test()_t:set_x( 999 )
print( _t:get_x() )

可以看到，利用元表，我们可以把方法全部放到元表中，与对象成员数据分开。元表本身是一个表，它也有元表，可以把父类作为元表的元表实现继承。我们如果再扩展一下，还可以实现对象方法的热更，对象统计...

　　虽然元表很巧妙，但它的实现是有代价的。Lua得先在table中查找是否有相同的值，如果没有，再去元表找。如果是多重继承，那么还得一层层元表找下去。下面我们来测试一下元表的效率。

-- lua metatable performance test
-- 2016-04-01
-- xzclocal test = function( a,b ) return a+b endlocal empty_mt1 = {}
local empty_mt2 = {}
local empty_mt3 = {}
local empty_mt4 = {}
local empty_mt5 = {}
local empty_mt6 = {}
local empty_mt7 = {}
local empty_mt8 = {}local mt = {}
mt.test = testlocal mt_tb = {}setmetatable( empty_mt8,{__index = mt} )
setmetatable( empty_mt7,{__index = empty_mt8} )
setmetatable( empty_mt6,{__index = empty_mt7} )
setmetatable( empty_mt5,{__index = empty_mt6} )
setmetatable( empty_mt4,{__index = empty_mt5} )
setmetatable( empty_mt3,{__index = empty_mt4} )
setmetatable( empty_mt2,{__index = empty_mt3} )
setmetatable( empty_mt1,{__index = empty_mt2} )
setmetatable( mt_tb,{__index = empty_mt1} )local tb = {}
tb.test = testlocal ts = 10000000f_tm_start()
local cnt = 0
for i = 1,ts docnt = test( cnt,1 )
end
f_tm_stop( "call function native" )f_tm_start()
local cnt = 0
for i = 1,ts docnt = tb.test( cnt,1 )
end
f_tm_stop( "call function as table value" )f_tm_start()
for i = 1,ts docnt = empty_mt6.test( cnt,1 )
end
f_tm_stop( "call function with 3 level metatable" )f_tm_start()
for i = 1,ts docnt = mt_tb.test( cnt,1 )
end
f_tm_stop( "call function with 10 level metatable" )

在我的笔记本上测试，结果为：

local ts = 10000000
call function native    1091772 microsecond
call function as table value    1287172 microsecond
call function with 3 level metatable    2014431 microsecond
call function with 10 level metatable   3707181 microsecond

可以看到，采用第一种方法封闭的面向对象比原生函数调用慢不了多少，但用第二种方法实现3重继承的话，几乎慢了一倍。

　　在实际项目中，我们用的是第二种封装方式，最主要是可以继承和热更代码。虽然效率有一定影响，但实际应用中逻辑消耗的时间比函数调用的时间仍大得多，这点损耗可以接受。这个世界上没有最快，只有更快，不必盯着程序的效率看。在满足项目要求的情况下，开发效率也是很值得考虑的。

转载于:https://www.cnblogs.com/coding-my-life/p/5352272.html

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