lua 14 metatable （类似操作符重载）

转自：http://www.runoob.com/lua/lua-metatables.html

感性认识：

“Lua中Metatable这个概念, 国内将他翻译为元表. 元表为重定义Lua中任意一个对象(值)的默认行为提供了一种公开入口. 如同许多OO语言的操作符重载或方法重载. Metatable能够为我们带来非常灵活的编程方式. 

      具体的说, Lua中每种类型的值都有都有他的默认操作方式, 如, 数字可以做加减乘除等操作, 字符串可以做连接操作, 函数可以做调用操作, 表可以做表项的取值赋值操作. 他们都遵循这些操作的默认逻辑执行, 而这些操作可以通过Metatable来改变. 如, 你可以定义2个表如何相加等. 

      看一个最简单的例子, 重定义了2个表的加法操作. 这个例子中将c的__add域改写后将a的Metatable设置为c, 当执行到加法的操作时, Lua首先会检查a是否有Metatable并且Metatable中是否存在__add域, 如果有则调用, 否则将检查b的条件(和a相同), 如果都没有则调用默认加法运算, 而table没有定义默认加法运算, 则会报错.

--定义2个表a = {5, 6}b = {7, 8}--用c来做Metatablec = {}--重定义加法操作c.__add = function(op1, op2) ??for _, item in ipairs(op2) do ?????table.insert(op1, item) ??end ??return op1end--将a的Metatable设置为csetmetatable(a, c)--d现在的样子是{5,6,7,8}d = a + b

转自：http://www.cnblogs.com/simonw/archive/2007/01/17/622032.html

"

在 Lua table 中我们可以访问对应的key来得到value值，但是却无法对两个 table 进行操作。

因此 Lua 提供了元表(Metatable)，允许我们改变table的行为，每个行为关联了对应的元方法。

例如，使用元表我们可以定义Lua如何计算两个table的相加操作a+b。

当Lua试图对两个表进行相加时，先检查两者之一是否有元表，之后检查是否有一个叫"__add"的字段，若找到，则调用对应的值。"__add"等即时字段，其对应的值（往往是一个函数或是table）就是"元方法"。

有两个很重要的函数来处理元表：

• setmetatable(table,metatable): 对指定table设置元表(metatable)，如果元表(metatable)中存在__metatable键值，setmetatable会失败 。
• getmetatable(table): 返回对象的元表(metatable)。

以下实例演示了如何对指定的表设置元表：

mytable = {} ?????????????????????????-- 普通表 mymetatable = {} ?????????????????????-- 元表setmetatable(mytable,mymetatable) ????-- 把 mymetatable 设为 mytable 的元表

这里的 mytable 是指被操作的table，mymetatable 是操作符重载函数的定于区域。

以上代码也可以直接写成一行：

mytable = setmetatable({},{})

以下为返回对象元表：

getmetatable(mytable) ????????????????-- 这回返回mymetatable

__index 元方法

这是 metatable 最常用的键。

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。

我们可以在使用 lua 命令进入交互模式查看：

$ luaLua 5.3.0 ?Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio> other = { foo = 3 } > t = setmetatable({}, { __index = other }) --__index包含一个 table> t.foo3> t.barnil

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。

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, { ?__index = function(mytable, key) -- __index 包含一个函数，这函数只会 在用序号访问元素时调用 ???if key == "key2" then ?????return "metatablevalue" ???else ?????return nil ???end ?end})print(mytable.key1,mytable.key2)

实例输出结果为：

value1 ???metatablevalue

实例解析：

• mytable 表赋值为 {key1 = "value1"}。

• mytable 设置了元表，元方法为 __index。

• 在mytable表中查找 key1，如果找到，返回该元素，找不到则继续。

• 在mytable表中查找 key2，如果找到，返回 metatablevalue，找不到则继续。

• 判断元表有没有__index方法，如果__index方法是一个函数，则调用该函数。

• 元方法中查看是否传入 "key2" 键的参数（mytable.key2已设置），如果传入 "key2" 参数返回 "metatablevalue"，否则返回 mytable 对应的键值。

我们可以将以上代码简单写成：

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, { __index = { key2 = "metatablevalue" } })print(mytable.key1,mytable.key2)

摘录 program in lua 中的解释用以加深理解：

“

 ???-- create a namespace ???Window = {} ???-- create the prototype with default values ???Window.prototype = {x=0, y=0, width=100, height=100, } ???-- create a metatable ???Window.mt = {} ???-- declare the constructor function ???function Window.new (o) -- 新建，对 o 添加了 mt，从而绑定 __index 方法 ?????setmetatable(o, Window.mt) ?????return o ???end-- Now, we define the __index metamethod: ???Window.mt.__index = function (table, key) -- 在 print 的时候调用 ?????return Window.prototype[key] ???end-- After that code, we create a new window and query it for an absent field: ???w = Window.new{x=10, y=20, i=1}--新建一个 object ???print(w.width) ???--> 100，调试可见width是隐藏的，w只有x y 和 i

整体而言，这个语言特性也可以使用简单的办法实现。但是应该在继承和面向对象的特性上有重要作用。目前仅在此简单给出特性，待后续详细体会。

摘自：https://www.lua.org/pil/13.4.1.html

”

总结

Lua查找一个表元素时的规则，其实就是如下3个步骤:

• 1.在表中查找，如果找到，返回该元素，找不到则继续
• 2.判断该表是否有元表，如果没有元表，返回nil，有元表则继续。
• 3.判断元表有没有__index方法，
  如果__index方法为nil，则返回nil；
  如果__index方法是一个表，则重复1、2、3；
  如果__index方法是一个函数，则返回该函数的返回值。

__newindex 元方法

__newindex 元方法用来对表更新，__index则用来对表访问 。

当你给表的一个缺少的索引赋值，解释器就会查找__newindex 元方法：如果存在则调用这个函数而不进行赋值操作。

以下实例演示了 __newindex 元方法的应用：

mymetatable = {}mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, { __newindex = mymetatable })print(mytable.key1)mytable.newkey = "新值2"print(mytable.newkey,mymetatable.newkey)mytable.key1 = "新值1"print(mytable.key1,mymetatable.key1)

以上实例执行输出结果为：

value1nil ???新值2新值1 ???nil

以上实例中表设置了元方法 __newindex，在对新索引键（newkey）赋值时（mytable.newkey = "新值2"），会调用元方法，而不进行赋值。而如果对已存在的索引键（key1），则会进行赋值，而不调用元方法 __newindex。

以下实例使用了 rawset 函数来更新表：

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, { ?__newindex = function(mytable, key, value) ???????rawset(mytable, key, "\""..value.."\"") ?end})mytable.key1 = "new value"mytable.key2 = 4print(mytable.key1,mytable.key2)

以上实例执行输出结果为：

new value ???"4"

" 下面示例更加明显的展示了 __index 和 __newindex 的差别：

 ???t = {} ??-- original table (created somewhere) ???????-- keep a private access to original table ???local _t = t ???????-- create proxy ???t = {} ???????-- create metatable ???local mt = { -- 注意 metatable 操作符重载可以用这种写法 ?????__index = function (t,k) -- 在访问元素时调用，即 t[2] ???????print("*access to element " .. tostring(k)) ???????return _t[k] ??-- access the original table ?????end, ?????????__newindex = function (t,k,v) -- 在增加/修改 元素的值时调用，即 t[2] = 90 ???????print("*update of element " .. tostring(k) .. ????????????????????????????" to " .. tostring(v)) ???????_t[k] = v ??-- update original table ?????end ???} ???setmetatable(t, mt)This code tracks every access to t: ???> t[2] = ‘hello‘ ???*update of element 2 to hello ???> print(t[2]) ???*access to element 2 ???hello

这俩的最大差异，就是被不同的过程调用。就好比，__index是访问元素的响应函数，__newindex是增加/修改的响应。

还有一点要注意的是

摘自：https://www.lua.org/pil/13.4.4.html

"

为表添加操作符

以下实例演示了两表相加操作：

-- 计算表中最大值，table.maxn在Lua5.2以上版本中已无法使用-- 自定义计算表中最大键值函数 table_maxn，即计算表的元素个数function table_maxn(t) ???local mn = 0 ???for k, v in pairs(t) do ???????if mn < k then ???????????mn = k ???????end ???end ???return mnend-- 两表相加操作mytable = setmetatable({ 1, 2, 3 }, { ?__add = function(mytable, newtable) ???for i = 1, table_maxn(newtable) do ?????table.insert(mytable, table_maxn(mytable)+1,newtable[i]) ???end ???return mytable ?end})secondtable = {4,5,6}mytable = mytable + secondtable    for k,v in ipairs(mytable) doprint(k,v)end

以上实例执行输出结果为：

1    12    23    34    45    56    6

__add 键包含在元表中，并进行相加操作。 表中对应的操作列表如下：(注意：__是两个下划线)

__call 元方法

__call 元方法在 Lua 调用一个值时调用。以下实例演示了计算表中元素的和：

-- 计算表中最大值，table.maxn在Lua5.2以上版本中已无法使用-- 自定义计算表中最大键值函数 table_maxn，即计算表的元素个数function table_maxn(t) ???local mn = 0 ???for k, v in pairs(t) do ???????if mn < k then ???????????mn = k ???????end ???end ???return mnend-- 定义元方法__callmytable = setmetatable({10}, { ?__call = function(mytable, newtable)    sum = 0    for i = 1, table_maxn(mytable) do        sum = sum + mytable[i]    end ???for i = 1, table_maxn(newtable) do        sum = sum + newtable[i]    end    return sum ?end})newtable = {10,20,30}print(mytable(newtable))

以上实例执行输出结果为：

70

__tostring 元方法

__tostring 元方法用于修改表的输出行为。以下实例我们自定义了表的输出内容：

mytable = setmetatable({ 10, 20, 30 }, { ?__tostring = function(mytable) ???sum = 0 ???for k, v in pairs(mytable) do        sum = sum + v    end ???return "表所有元素的和为 " .. sum ?end})print(mytable)

以上实例执行输出结果为：

表所有元素的和为 60

从本文中我们可以知道元表可以很好的简化我们的代码功能，所以了解 Lua 的元表，可以让我们写出更加简单优秀的 Lua 代码。

lua 14 metatable （类似操作符重载）

原文地址：https://www.cnblogs.com/alexYuin/p/10011428.html