设置继承

本课属于 Coddy Lua 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 31 课，共 70 课。

到目前为止，你已经创建了这样的类：每个对象都会在一个原型表中查找方法。但如果你想让一个类基于另一个类构建，该怎么办？这时就要用到继承：子类可以访问父类中的所有内容，同时添加自己的功能。

关键点在于，类表本身也可以有元表。当 Lua 在子类中找不到某个内容时，会查看子类元表的 __index，它指向父类。

-- 父类
local Animal = {}
Animal.__index = Animal

function Animal:new()
    local obj = {}
    setmetatable(obj, Animal)
    return obj
end

function Animal:breathe()
    print("Breathing...")
end

现在来看看继承的设置。我们创建一个子类，并将它的元表设置为查找父类：

-- 子类
local Dog = {}
Dog.__index = Dog
setmetatable(Dog, {__index = Animal})

这一行代码 setmetatable(Dog, {__index = Animal}) 创建了继承关系。当 Dog 实例调用一个在 Dog 中找不到的方法时，Lua 会检查 Animal。

查找链的工作方式如下：实例 → Dog → Animal。每一步都会使用 __index 查找下一个要搜索的表。这样，子类无需复制父类的方法，就能自动继承所有父类方法。

挑战

简单

来构建你的第一个继承层次结构吧！你将创建一个简单的父类与子类关系，其中 Machine 类作为基类，Robot 类继承自它。

你将把代码分成三个文件：

Machine.lua：使用标准的类模式定义父类。添加一个 :new() 构造函数和一个会打印 Machine is operational 的 :status() 方法。别忘了设置 __index，并在文件末尾返回这个类。
Robot.lua：定义继承自 Machine 的子类。引入 Machine 模块，设置 Robot 表及其自己的 __index，并使用 setmetatable(Robot, {__index = Machine}) 建立继承关系。添加一个 :new() 构造函数，用 Robot 作为元表创建实例。
main.lua：通过引入 Robot 模块、创建 Robot 实例并调用继承来的 :status() 方法，把所有内容串联起来。

这里的关键概念是，Robot 类本身没有定义 :status()。它通过元表链继承了 Machine 的这个方法。当你在 Robot 实例上调用 :status() 时，Lua 会先在 Robot 中查找。如果没找到，就会沿着 __index 链接找到 Machine，并在那里找到这个方法。

你的输出应该是：

Machine is operational

这一行就能证明继承正常工作。Robot 成功调用了只在父类中定义的方法！

亲手试试

-- main.lua：把所有内容整合起来

-- TODO：加载 Robot 模块

-- TODO：使用 Robot:new() 创建一个 Robot 实例

-- TODO：在你的机器人实例上调用继承的 :status() 方法
-- 这应该会打印“Machine is operational”