核心知识点 ：getmetatable/setmetatable；**index 查找元方法；**newindex 赋值元方法；运算符元方法；__tostring；点号与冒号调用区别、self 关键字；Lua 模拟继承、重写；Lua 只是面向过程语言，所有 OO 均为模拟实现
一、元表基础概念
1 概念
元表 (metatable) 可以改变普通 table 的行为 ，给 table 附加各种元方法（双下划线__开头）；使用setmetatable()给目标表设置元表，getmetatable()获取表的元表；重复 setmetatable 会直接覆盖旧元表。
2 特性 & 规则
-
setmetatable(目标表, 元表)：给目标表绑定元表； -
getmetatable(目标表)：获取该表的元表，没有返回 nil； -
元表本身也是普通 table，里面存放各类
__xxx元方法； -
一张表只能拥有一个元表，多次 setmetatable 直接覆盖。
3 语法 & 代码片段
local t1 = {}
local t2 = {}
setmetatable(t1, t2) -- t1的元表设置为t2
local mt = getmetatable(t1)4 相关知识点对比
无元表 table VS 绑定元表 table
普通 table：访问不存在 key 直接返回 nil，运算符不能直接对 table 运算；
绑定元表：可以拦截查找、赋值、运算、打印等行为，自定义处理逻辑。
5 模块拓展
元表是 Lua 模拟继承、多态的底层基础。
二、__index 查找元方法【最重要】
1 概念
当读取表[key]，key 在本表中找不到 时触发**index 元方法；**index 可以是函数，也可以是一张表。
2 特性 & 规则
查找完整流程：
-
在当前目标表内查找 key，找到直接返回值；
-
当前表找不到 key → 判断是否存在元表；没有元表返回 nil；
-
有元表，判断元表是否存在
__index；没有__index 返回 nil； -
如果
__index是函数：执行该函数，返回函数返回值； -
如果
__index是一张表：到这张表里面继续查找 key；
可以多层套元表，形成链式查找，用来模拟继承：自己找不到，去父类表查找。
3 语法 & 代码片段
local child = {}
local parent = {t=123}
local mt = {
__index = parent
}
setmetatable(child, mt)
print(child.t) -- child没有t，触发__index，去parent找到，输出1234 相关知识点对比
直接访问 nil VS __index 拦截查找
无元表：不存在 key 直接 nil；
__index 指向表：自动到另外一张表查找，模拟继承父类成员。
5 模块拓展
多层元表链式 = 类的多级继承。
三、__newindex 赋值元方法
1 概念
给表不存在的 key 做赋值 的时候触发__newindex；key 已经存在于本表，不会触发__newindex，直接修改本表值。
2 特性 & 规则
-
给表一个全新 key 赋值；
-
检测有没有元表，存在且有
__newindex； -
不会往原表写入，而是交给__newindex 处理；
-
__newindex 可以是函数，也可以指向另一张表，把新键值写入别的表。
⚠️注意：只有新 key 才触发；已经存在的 key 直接修改本表，不走 newindex。
3 语法 & 代码片段
local t6 = {}
local t4 = {}
local mt5 = {
__newindex = t4
}
setmetatable(t6, mt5)
t6.t2 = 999 -- t6没有t2，触发newindex，写入t4，t6仍然是空表
print(t6.t2) -- nil
print(t4.t2) -- 9994 相关知识点对比
普通赋值 VS __newindex 拦截赋值
普通：直接在当前表新增 key；
__newindex 拦截：可以把赋值重定向到别的表，做只读表、数据代理。
5 模块拓展
利用__newindex 实现只读表，禁止外部修改表。
四、运算符元方法（模拟运算符重载）
1 概念
元表中定义__add / __sub / __mul / __div / __mod / __concat等元方法，实现 table 之间+ - * / % ..运算；Lua 没有真正运算符重载，靠元方法模拟。
2 特性 & 规则
-
__add(a,b)：+加法；运算以左边操作数的元表__add 为准； -
__sub减法、__mul乘法、__div除法、__mod取模； -
__concat对应..字符串拼接； -
比较元方法
__eq等于； -
运算：优先取左边对象元方法执行；左边没有才看右边。
3 语法 & 代码片段
local t7 = {1,2,3}
local t8 = {4,5,6}
local mtAdd = {
__add = function(a,b)
local res = {}
for i=1,#a do
res[i] = a[i]+b[i]
end
return res
end
}
setmetatable(t7, mtAdd)
local ret = t7 + t84 相关知识点对比
原生 table 不支持加减 VS __add 元方法
默认 table 直接t1+t2直接报错；
设置__add 元方法后，自定义两表相加逻辑。
5 模块拓展
自定义向量、矩形 table 的加减运算。
五、__tostring 元方法
1 概念
print 打印 table 的时候会调用__tostring元方法；自定义 table 转为字符串输出行为，默认 print (table 输出内存地址)。
2 特性 & 规则
-
print (table) 自动触发元表
__tostring； -
元方法必须返回字符串；
-
不写元方法直接输出 table 内存地址。
3 语法 & 代码片段
local tb = {10,20,30}
setmetatable(tb,{
__tostring = function(t)
return "表元素总和:"..(t[1]+t[2]+t[3])
end
})
print(tb)4 相关知识点对比
默认打印地址 VS __tostring 自定义输出
默认 print (t)：输出table: 0xxxxxx内存地址；
__tostring：输出自定义业务字符串。
5 模块拓展
打印配表调试，美化 table 输出。
六、点号 . 与冒号 : 调用，self 关键字
1 概念
Lua 表内函数两种调用语法：.点号、:冒号；冒号会隐式传入 self 参数，self 等价 C#/C++ 的 this，代表调用者自身对象。
2 特性 & 规则
-
点号
.：不会自动传 self，所有参数必须手动写全； -
冒号
:：定义和调用时，第一个参数隐式为self（谁调用 self 就是谁）； -
可以交叉混用：冒号定义，点号调用；点号定义，冒号调用，需要手动处理 self 参数。
3 语法 & 代码片段
local obj = {a = 3}
--冒号定义，自带self
function obj:SetA(val)
self.a = val
end
--冒号调用，自动把obj作为self传入
obj:SetA(10)
print(obj.a)4 相关知识点对比
.点号 VS :冒号
.：无隐式 self，参数全部手动传入；
:：隐式 self，self 就是调用这个函数的表实例，写成员函数首选冒号。
5 模块拓展
Lua 模拟面向对象全部依靠:+self + metatable __index。
七、Lua 模拟面向对象：继承与方法重写
1 概念
⚠️重点：Lua 本身是面向过程语言，没有 class 关键字，封装、继承、多态全部依靠 table+metatable 元方法做模拟实现。
封装：模块 + local 私有变量；
继承：依靠__index元方法链式向上查找父类表；
重写：子类表写同名函数，优先在子类找到，不再往上父类查找；
new：自己封装 new 函数，返回实例 table。
2 特性 & 规则
-
父类一张 table，存放成员、成员函数；
-
new 函数创建空实例表，给实例设置元表，元表
__index = 父类； -
子类 new，实例元表__index 指向子类；子类找不到成员，继续通过元表链去父类查找；
-
子类写同名函数，优先子类执行，实现方法重写。
3 语法 & 代码片段（模拟继承）
--基类Shape
local Shape = {}
Shape.__index = Shape
function Shape:new(t)
local ins = t or {}
setmetatable(ins, self)
return ins
end
function Shape:GetArea()
return 0
end
--子类Square，继承Shape
local Square = Shape:new()
Square.__index = Square
function Square:new(t,size)
local ins = Shape:new(t or {})
ins.size = size
setmetatable(ins, Square)
return ins
end
--重写父类方法
function Square:GetArea()
return self.size * self.size
end
--创建实例
local sq = Square:new(nil,10)
print(sq:GetArea()) --输出1004 相关知识点对比
原生 C# class VS Lua 模拟 OO
C#：class、public/private、override 原生语法支持；
Lua：全部 table+metatable+__index 模拟；没有真正类、没有虚函数。
5 模块拓展
XLua 框架大量使用这套模拟面向对象写法，C# 和 Lua 交互。
综合拓展
1 完整知识流程 setmetatable 设置元表 → **index 查找元方法模拟继承 →**newindex 赋值重定向 → 运算符元方法模拟重载 → __tostring 自定义打印 → 点号 / 冒号 self 语法 → new 函数模拟实例、子类重写父类方法。 2 高频易错清单
-
index 只有 key 不存在才触发，本表已有 key 不会走index；
-
__newindex 只有 ** 全新 key 赋值才触发，已存在 key 直接修改本表，不走 newindex；
-
运算符
+优先取左边对象的元表__add； -
冒号
:自动隐式 self，点号.不会自动传 self； -
Lua 没有 class 关键字，继承全部是 metatable 模拟，不是原生面向对象。
3 核心考点 setmetatable/getmetatable；index 完整查找流程； newindex 触发条件；运算符元方法；**tostring；.和:区别、self 含义；Lua 如何模拟继承（**index 元表链）；Lua 不是面向对象语言。
4 进阶拓展学习方向 XLua C# 与 Lua 交互，CS 调用 Lua、Lua 调用 C#；userdata 类型；热更新实战。