Lua 元表(Metatable) · W3School Lua 教程

# Lua 元表(Metatable) 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 = {} mymetatable = {} setmetatable(mytable,mymetatable) ~~~ ~~~ 以上代码也可以直接写成一行： ~~~ ~~~ mytable = setmetatable({},{}) ~~~ ~~~ ### __index 元方法 **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) if key == "key2" then return "metatablevalue" else return mytable[key] 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，返回该元素，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) ~~~ ~~~ ### __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.newkey1) ~~~ ~~~ 以上实例执行输出结果为： ~~~ ~~~ value1 nil 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 = 4 print(mytable.key1,mytable.key2) ~~~ ~~~ 以上实例执行输出结果为： ~~~ ~~~ new value "4" ~~~ ~~~ ### 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值函数 table_maxn function table_maxn(t) local mn = 0 for k, v in pairs(t) do if mn < k then mn = k end end return mn end -- 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) do print(k,v) end ~~~ ~~~ 以上实例执行输出结果为： ~~~ ~~~ 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 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： | 模式 | 描述 | |-----|-----| | __add | 对应的运算符 '+'. | | __sub | 对应的运算符 '-'. | | __mul | 对应的运算符 '*'. | | __div | 对应的运算符 '/'. | | __mod | 对应的运算符 '%'. | | __unm | 对应的运算符 '-'. | | __concat | 对应的运算符 '..'. | | __eq | 对应的运算符 '=='. | | __lt | 对应的运算符 '<'. | | __le | 对应的运算符 '<='. | ### __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值函数 table_maxn function table_maxn(t) local mn = 0 for k, v in pairs(t) do if mn < k then mn = k end end return mn end -- 定义元方法__call mytable = 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。