Lua——3.元表Metatable

Posted 2020-10-25 SylvanYan

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Lua——3.元表Metatable相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

lua的metatable也是一个普通的表，lua提供metatable的功能，主要有一下几种作用：

控制对 table 的访问
为 Lua 函数库提供支持
重载算数运算符和关系运算符的行为

1.使用metatable控制对table的访问

当查询table的某个键的时候，如果该table的这个键没有值，那么Lua就会寻找该table的metatable中的__index元方法：如果__index指向一个table，Lua会在此table中查找相应的键，并且，__index也可以指向一个方法

当对table的某个键进行赋值时，如果该table存在该字段则为之赋值，若没有，那么Lua就会寻找该table的metatable中的__newindex元方法：如果__newindex指向一个table时，Lua会对这个table进行赋值操作，如果__newindex指向一个方法，Lua则会调用该方法

lua中的index元方法
如果index包含一个表格，Lua会在此表格中查找相应的键。
并且，__index可以指向一个表也可以指向一个方法

index指向表时：
之前我们需要知道，当我们在一个表中查找一个元素时
首先在该表中查找，有则返回对应值，无则查看该表是否有元表metatable
若无元表则返回nil
有元表时，lua并不是在其元表中查找，而是在其元表的index域中查找
因此：仅使用setmetatable()方法设置元表，并不能取得对应元表中的元素

BaseClass = {theKey1 = "the string value1"}
--[[
DerivedClass = {}
setmetatable(DerivedClass,BaseClass)
]]--
--注释的两句可简写为：
DerivedClass = setmetatable({},BaseClass)

res = DerivedClass.theKey1
print(res)

设置对应元表的__index键之后：

BaseClass = {theKey1 = "the string value1"}
BaseClass.__index = BaseClass
DerivedClass = setmetatable({},BaseClass)
res = DerivedClass.theKey1
print(res)

也可以换一种简写方法：

BaseClass = {theKey1 = "the string value1"}
DerivedClass = setmetatable({},{__index = BaseClass})    --即直接设  AnonymousTable = {__index = BaseClass} 为DerivedClass的元表，查找时可直接在AnonymousTable中的__index域对应的表BaseClass中查找
res = DerivedClass.theKey1
print(res)

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所以，lua中的继承可以表示为：

local Car = {}
Car.__index = Car
function Car:new(o)
    o = o or {}
    setmetatable(o,Car)
    return o
end
function Car:run()
    print("Car‘s run func.")
end
--直接调用“父类”中的run方法
Car.run()

local FordCar = Car:new()
--子类调用“父类”中的run方法
FordCar.run()

--重写fordCar中的run方法
function FordCar:run()
    print("FordCar‘s run func.")
end
--重写之后调用
FordCar.run()

index指向一个方法时
index指向一个方法时，在我们访问该 table 的不存在的域时，Lua 会尝试调用 index 元方法metamethod （index metamethod 可以接受两个参数 table 和 key）

local t1 = {}
t1.__index = function(table,key)
    print("call the __index metamethod")
    print("table"..tostring(table))
    print("key"..key)
    return key.." from the __index"
end
--set t1 as t2‘s metatable
local t2 = setmetatable({},t1)
--pass the table and the key to __indexmetamethod
local res = t2.key1
print("the result is :"..res)
print("------------------")
res = t2.key2
print("the result is :"..res)

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newindex元方法
如果对 table 的一个不存在的域赋值时，Lua 将检查 newindex metamethod：

1.如果 __newindex 为函数，Lua 将调用函数而不是进行赋值（如果 __newindex 为一个函数，它可以接受三个参数 table key value。如果希望忽略 __newindex 方法对 table 的域进行赋值，可以调用 rawset(t, k, v)）
2.如果 __newindex 为一个 table，Lua 将对此 table 进行赋值

--file:newindex.lua
local mt = {
    key1 = "key1‘s value"
}

local other = {
    key1 = "the old value"
}

mt.__index = mt
--[[
mt.__newindex = function()
    print "Can not set value"
end
--]]
mt.__newindex = other 

local t = setmetatable({},mt)

t.key1 = "the new value from the table t."
print(t.key1)
--对__newindex指向的table中的key1进行更新操作，但是table t 中仍然没有键key1,进行t.key1的查询时，查询的仍然是__index中对应的键key1的值
print(other.key1)

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2. 为 Lua 函数库提供支持

Lua 库可以定义和使用 metamethod 来完成一些特定的操作
一个典型的例子是 Lua Base 库中 __tostring 函数，print 函数会调用此函数进行输出，调用print时，会检查并调用 __tostring metamethod

--file:tablelib.lua
local mt = {}
mt.__tostring = function(t)
    return ‘{‘..table.concat(t,‘,‘)..‘}‘
end

local t = {1,2,3}
print(t)
print("-----------------")

setmetatable(t,mt)
print(t)

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