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Lua Academy · 课时

混入模式

通过复制多个源表中的方法来组合行为。

混入模式 是 CoddyKit 上的免费 Lua Academy 课时。 这是第 3 节课，共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 Lua Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Lua Academy 课程共包含 4 节课。

什么是混入？

混入是一组可复制到多个类中的方法表。与继承不同，混入可以添加行为，而不会建立父子关系。一个类可以组合多个混入提供的行为。

local Flyable={}
function Flyable:fly()
  print(self.name.." is flying!")
end
function Flyable:land()
  print(self.name.." landed.")
end

local Bird={} Bird.__index=Bird
-- Mix in Flyable
for k,v in pairs(Flyable) do Bird[k]=v end

function Bird.new(name)
  return setmetatable({name=name},Bird)
end
Bird.new("Eagle"):fly()

多个混入

将多个混入应用到一个类中，可以用简单部件组合出复杂行为。这称为横向组合——每个混入彼此独立。

local Serializable={}
function Serializable:toCSV(fields)
  local row={}
  for _,f in ipairs(fields) do row[#row+1]=tostring(self[f]) end
  return table.concat(row,",")
end

local Loggable={}
function Loggable:log(msg)
  print("["..os.date("%H:%M").."]["..self.name.."] "..msg)
end

local Entity={} Entity.__index=Entity
for k,v in pairs(Serializable) do Entity[k]=v end
for k,v in pairs(Loggable) do Entity[k]=v end

function Entity.new(n,v) return setmetatable({name=n,value=v},Entity) end
local e=Entity.new("item",42)
e:log("created"); print(e:toCSV({"name","value"}))

混入冲突

当两个混入定义了同名方法时，后应用的混入会生效。请通过明确选择要保留哪个混入的版本，或将它们包装起来以调用两者，来解决冲突。

local A={speak=function(self) print(self.name.." (A)") end}
local B={speak=function(self) print(self.name.." (B)") end}

local C={} C.__index=C
for k,v in pairs(A) do C[k]=v end
for k,v in pairs(B) do C[k]=v end  -- B.speak overwrites A.speak

-- Explicit resolution:
local origA, origB = A.speak, B.speak
function C:speak() origA(self); origB(self) end  -- call both

local c=setmetatable({name="X"},C)
c:speak()

include() 辅助函数

辅助函数可以让应用混入的过程更简洁：include(Class, Mixin) 会将混入方法复制到类中，并跳过已经存在的字段（因此不会覆盖现有方法）。

local function include(cls, mixin)
  for k, v in pairs(mixin) do
    if cls[k] == nil then
      cls[k] = v
    end
  end
  return cls
end

local Comparable={
  equals=function(a,b) return a:compareTo(b)==0 end,
  lt=function(a,b) return a:compareTo(b)<0 end,
}

local Temp={} Temp.__index=Temp
include(Temp, Comparable)
function Temp.new(c) return setmetatable({c=c},Temp) end
function Temp:compareTo(other) return self.c-other.c end

local a,b=Temp.new(100),Temp.new(50)
print(b.lt and b:lt(a))  -- true (b < a)

带状态的混入

需要保存每个实例状态的混入，会在混入的初始化函数中初始化状态。类构造函数会调用混入的初始化函数，为实例设置每个混入的状态。

local Observable={}
function Observable._init(self)
  self._listeners={}
end
function Observable:on(event,fn)
  self._listeners[event]=self._listeners[event] or {}
  self._listeners[event][#self._listeners[event]+1]=fn
end
function Observable:emit(event,...)
  for _,fn in ipairs(self._listeners[event] or {}) do fn(...) end
end

local Button={} Button.__index=Button
for k,v in pairs(Observable) do Button[k]=v end

function Button.new(label)
  local self=setmetatable({label=label},Button)
  Observable._init(self)
  return self
end

local btn=Button.new("OK")
btn:on("click",function() print("Clicked!") end)
btn:emit("click")

混入模块

将混入行为分别放在独立的模块文件中。在类模块中引入这些文件并应用混入。这样每种行为职责都保存在自己的文件中，也能让代码库更有条理。

-- In a real project:
-- local Loggable = require("mixins.loggable")
-- local Cacheable = require("mixins.cacheable")
-- local MyClass = {}
-- for k,v in pairs(Loggable) do MyClass[k]=v end
-- for k,v in pairs(Cacheable) do MyClass[k]=v end

local TimestampMixin={}
function TimestampMixin:setCreated() self.createdAt=os.time() end
function TimestampMixin:age() return os.time()-self.createdAt end

local Record={} Record.__index=Record
for k,v in pairs(TimestampMixin) do Record[k]=v end
function Record.new(data)
  local self=setmetatable(data or {},Record)
  self:setCreated()
  return self
end
print(Record.new({}).createdAt>0)

基于角色的混入

通过有选择地应用混入函数，可以在运行时为对象分配角色。这样便能按实例而不是按类配置行为。

local Roles={}
Roles.admin={deleteUser=function(self) print(self.name.." deletes user") end}
Roles.editor={editPost=function(self) print(self.name.." edits post") end}
Roles.viewer={viewPost=function(self) print(self.name.." views post") end}

local User={} User.__index=User
function User.new(name,...)
  local self=setmetatable({name=name},User)
  for _,role in ipairs({...}) do
    for k,v in pairs(Roles[role] or {}) do self[k]=v end
  end
  return self
end

local alice=User.new("Alice","admin","editor")
alice:deleteUser(); alice:editPost()

检查混入应用情况

使用集合跟踪已应用到类中的混入。这样可以避免重复应用，也能检查类具备哪些能力。

local function applyMixin(cls, mixin, name)
  cls._mixins = cls._mixins or {}
  if cls._mixins[name] then return end  -- already applied
  for k,v in pairs(mixin) do
    if k~="_init" then cls[k]=cls[k] or v end
  end
  cls._mixins[name] = true
end

local Fly={fly=function(self) print(self.name.." flies") end}
local Bird={} Bird.__index=Bird
applyMixin(Bird,Fly,"Fly")
applyMixin(Bird,Fly,"Fly")  -- no-op, already applied
print(Bird._mixins.Fly)  -- true

混入、继承与组合

三种组合方式：继承（是一个，严格的层次结构）、混入（复制方法，扁平结构）和组合（拥有一个，通过委托实现）。请根据关系进行选择：animal IS-A creature（继承），creature CAN fly（混入），car HAS engine（组合）。

-- Inheritance: "is-a"
-- local Dog = extends(Animal)

-- Mixin: "can-do"
-- include(Dog, Swimmable)

-- Composition: "has-a"
-- local Dog = {}
-- function Dog.new()
--   return {collar=Collar.new(),chip=Chip.new()}
-- end

print("Pick the right tool for the relationship")

混入模板

标准的混入模板如下：混入表包含方法、一个可选的 _init（用于保存每个实例的状态），以及一个用于检测冲突的名称字段。遵循一致的模式，可以让混入在不同项目中组合使用。

-- Standard mixin template:
local EventMixin = {}
EventMixin._name = "EventMixin"

function EventMixin._init(self)
  self._events = {}
end

function EventMixin:on(e, fn)
  self._events[e] = self._events[e] or {}
  self._events[e][#self._events[e]+1] = fn
end

function EventMixin:trigger(e, ...)
  for _, fn in ipairs(self._events[e] or {}) do fn(...) end
end

-- return EventMixin
print("EventMixin ready for use")

混入问题

如何将混入应用到类中？

回顾：混入模式

混入会将源表中的方法复制到目标类中，在不使用继承的情况下组合行为。混入适用于序列化、日志记录和事件处理等横切关注点。

常见问题解答

「混入模式」课时是免费的吗？

是的 — 「混入模式」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Lua Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Lua Academy 课程共包含 4 节课。

「混入模式」这节课中我会学到什么？

通过复制多个源表中的方法来组合行为。 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Lua Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Lua Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Lua Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 3 节课，共 4 节。

「混入模式」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Lua Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Lua Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. 使用 __index 链实现单继承
  2. 使用 super 调用父类方法
  3. 混入模式
  4. 方法重写和多态
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