Lua 元表和元方法

元表(Metatable)和元方法(Metamethod)是Lua中实现面向对象编程、操作符重载和自定义行为的重要机制。

元表

元表是一个普通的Lua表，可以附加到另一个表上，用于定义或修改该表的行为。每个表都可以有自己的元表。

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| setmetatable(tab,metatab) | 将metatab设置为tab的元表 |
| getmetatable(tab) | 获取表tab的元表 |

Lua 复制代码

local t = {}
local mt = {}  -- 元表

-- 设置元表
setmetatable(t, mt)

-- 获取元表
local mt_of_t = getmetatable(t)

元方法

元方法是定义在元表中的特殊键，当表参与特定操作时会被调用。

运算相关元方法

Lua 复制代码

local Calculate = {}

local data1 = {number = 2}
local data2 = {number = 4}

setmetatable(data1,Calculate)
setmetatable(data2,Calculate)

--加
Calculate.__add = function(a,b)
   return a.number+b.number
end
print(data1 + data2)

--减
Calculate.__sub = function(a,b)
   return a.number-b.number
end
print(data1 - data2)

--乘
Calculate.__mul = function(a,b)
   return a.number*b.number
end
print(data1 * data2)

--除
Calculate.__div = function(a,b)
   return a.number/b.number
end
print(data1 / data2)

--取余
Calculate.__mod = function(a,b)
   return a.number%b.number
end
print(data1 % data2)

--等于判断
Calculate.__eq = function(a,b)
   return a.number == b.number
end
print(data1 == data2)

--连接符
Calculate.__concat = function(a,b)
   return a.number .. b.number
end
print(data1..data2)

--小于号
Calculate.__lt = function(a,b)
   return a.number < b.number
end
print(data1<data2)

--小于或等于
Calculate.__le = function(a,b)
   return a.number <= b.number
end
print(data1 <= data2)

--幂运算
Calculate.__pow = function(a,b)
   return a.number ^ b.number
end
print(data1 ^ data2)

--负数
Calculate.__unm = function(a)
   return -a.number
end

print(-data1)

测试打印：

库定义相关元方法

__tostring

当要打印表名时，Lua就会查找该表的元表中的__tostring方法，并调用；将对象作为参数传给该函数，然后把元方法的返回值返回。

Lua 复制代码

local animal = {
   name = "动物"
}

local cat = {
   name = "小猫咪"
}

setmetatable(cat,animal)

animal.__tostring = function(t)
   print(t.name)
   return "动物方法"
end

print(cat)

__call

当表被当做一个函数被调用时，Lua就会查找该表的元表中的__call方法，并调用

Lua 复制代码

local animal = {
   name = "动物"
}

local cat = {
   name = "小猫咪"
}

setmetatable(cat,animal)

animal.__call = function(t)
   print("我是"..t.name.."的方法")
end

cat()

表相关元方法

__index

当访问一个表中不存在的字段时，那么Lua就会寻找该table的metatable中的__index 键

元方法是一个表

Lua 复制代码

local Human = {}
Human.__index = {
   score = 250
}
local Student = {}

setmetatable(Student,Human)
print(Student.score)

元方法是一个函数

Lua 复制代码

local Human = {}
Human.__index = function()
   print("调用index元方法")
   return 1000
end
local Student = {}
setmetatable(Student,Human)
print(Student.score)

__newindex

当给表中一个不存在的键赋值时，首先判断该表是否有元表，如果没有则相当于直接在表中声明一个变量并赋值，如果有则在元表中查找__newindex键，如果__newindex包含一个表则直接在该表中赋值，不在原始表中赋值。

__newindex 元方法用来对表更新，__index则用来对表访问。

rawset

在不触发元方法__newindex的情况下，在原始表中进行声明赋值.

未用rawset情况：如果直接赋值的话，会查找tab2的元表中的元方法__newindex，将在元表tab1中声明该键并赋值，而不在tab2中声明赋值

使用rawset情况：当元表中有元方法__newindex时，使用rawset，给tab2中的不存在的键赋值，不会调用元方法__newindex,直接在tab2中声明赋值

rawget

在不触发元方法__index的情况下，直接在原始表中查找该字段

Lua 复制代码

local Human = {
  score = 100
}

Human.__index = {
   score = 250
}

local Student = {}
setmetatable(Student,Human)
print(rawget(Student,"score"))