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# 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 '&lt;'. | | __le | 对应的运算符 '&lt;='. | ## __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。