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雷林鹏分享:Lua 元表(Metatable)

作者:互联网

  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 = {} -- 普通表

  mymetatable = {} -- 元表

  setmetatable(mytable,mymetatable) -- 把 mymetatable 设为 mytable 的元表

  以上代码也可以直接写成一行:

  mytable = setmetatable({},{})

  以下为返回对象元表:

  getmetatable(mytable) -- 这回返回mymetatable

  __index 元方法

  这是 metatable 最常用的键。

  当你通过键来访问 table 的时候,如果这个键没有值,那么Lua就会寻找该table的metatable(假定有metatable)中的__index 键。如果__index包含一个表格,Lua会在表格中查找相应的键。

  我们可以在使用 lua 命令进入交互模式查看:

  $ lua

  Lua 5.3.0 Copyright (C) 1994-2015 Lua.org, PUC-Rio

  > other = { foo = 3 }

  > t = setmetatable({}, { __index = other })

  > t.foo

  3

  > t.bar

  nil

  如果__index包含一个函数的话,Lua就会调用那个函数,table和键会作为参数传递给函数。

  __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 nil

  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 metatablevalue,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)

  总结

  Lua查找一个表元素时的规则,其实就是如下3个步骤:

  1.在表中查找,如果找到,返回该元素,找不到则继续

  2.判断该表是否有元表,如果没有元表,返回nil,有元表则继续。

  3.判断元表有没有__index方法,如果__index方法为nil,则返回nil;如果__index方法是一个表,则重复1、2、3;如果__index方法是一个函数,则返回该函数的返回值。

  __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.key1)

  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键值函数 table_maxn,即计算表的元素个数

  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:(注意:__是两个下划线)

  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键值函数 table_maxn,即计算表的元素个数

  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。

  点击查看所有 Lua 教程 文章: https://www.codercto.com/courses/l/21.html(编辑:雷林鹏 来源:网络 侵删)

标签:__,index,元表,end,mytable,Lua,table,雷林鹏
来源: https://www.cnblogs.com/pengpeng1208/p/11131930.html