lua元表與元方法

lua中提供的元表（metatable）與元方法（metamethod）是一種非常重要的語法，metatable主要用於做一些類似於c++過載操作符式的功能。

lua中提供的元表是用於幫助lua變數完成某些非預定義功能的個性化行為，如兩個table的相加，通過讓兩者指向同一元表並修改該元表的元方法可以實現該功能。

任何table都可以成為任何值的元表，而一組相關的table也可以共享乙個元表。

一些metamethod：

__add(a, b)                     對應表示式 a + b

__sub(a, b) 對應表示式 a - b
__mul(a, b) 對應表示式 a * b
__div(a, b) 對應表示式 a / b
__mod(a, b) 對應表示式 a % b
__pow(a, b) 對應表示式 a ^ b
__unm(a) 對應表示式 -a
__concat(a, b) 對應表示式 a .. b
__len(a) 對應表示式 #a
__eq(a, b) 對應表示式 a == b
__lt(a, b) 對應表示式 a < b
__le(a, b) 對應表示式 a <= b
__index(a, b) 對應表示式 a.b
__newindex(a, b, c) 對應表示式 a.b = c
__call(a, ...) 對應表示式 a(...)

先看乙個簡單的例子：

--

我們想讓兩個分數相加，這是一種非預定義的行為
fraction_a = 
fraction_b = 
fraction_op={} --
元表--
__add這是metatable，這是lua內建約定的
function
fraction_op.__add(a,b) 
res={}
res.numerator=a.numerator*b.denominator+b.numerator*a.denominator
res.denominator=a.denominator*b.denominator
return
resend
--將fraction_a，fraction_b的元表設定為fraction_op
--其中setmetatable是庫函式
setmetatable
(fraction_a,fraction_op)
setmetatable
(fraction_b,fraction_op)
--呼叫的是fraction_op.__add()函式
fraction_c=fraction_a+fraction_b
print(fraction_c.numerator.."/"
..fraction_c.denominator)
--輸出結果
--26/21

再來看乙個深度一點的例子，例舉了算數類的元方法，關係類的元方法，庫定義的元方法。

set={}

local metatable={} --
元表--
根據引數列表中的值建立乙個新的集合
function
set.new(a)
local set={}
--將所有由該方法建立的集合的元表都指定到metatable
setmetatable
(set,metatable)
for i,v in
pairs(a) do
set[v]=true
endreturn
setend
--計算兩個集合的並集
function
set.union(a,b)
local res=set.new{}
for i in
pairs(a) do
res[i]=true
endfor i in
pairs(b) do
res[i]=true
endreturn
resend
--計算兩個集合的交集
function
set.intersect(a,b)
local res=set.new{}
for i in
pairs(a) do
res[i]=b[i]
endreturn
resend
--print總是呼叫tostring來格式化輸出
--這裡我們稍作修改庫定義的print
function set.tostring
(a) 
local t={}
for i in
pairs(a) do
t[#t+1]=i
endreturn""
end--
判斷a集合是否是b集合的子集
function
set.lessorequal(a,b)
for i in
pairs(a) do
ifnot b[i] then
return
false
endend
return
true
end--
最後將重定向的元方法加入到元表中
metatable.__add=set.union
metatable.__mul=set.intersect
metatable.__tostring=set.tostring
metatable.__le=set.lessorequal
metatable.__eq=function(a,b) return a<=b and b<=a end
metatable.__lt=function(a,b) return a<=b and
not (b<=a) end
s1=set.new
s2=set.new
s3=s1+s2
s4=s1*s2
print
(s3)
print
(s4)
print(3+4,3*4) --
新加的方法不改變表本身具有的方法，因為傳入的引數不同，只會讓元方法更完善
s5=set.new
s6=set.new
print(s5<=s6)
print(s5print(s5==s6)
--輸出結果
----
--7 12
--true
--true
--false

2、table訪問的元方法：

算數類和關係類的元方法都為各自錯誤情況定義了行為，他們不會改變語言的常規行為，但lua還是提供了一種可以改變table的行為。有兩種可以改變table的行為：查詢table以及修改table中不存在的字段。

1）、__index元方法

當訪問table中不存在的字段時，得到的結果為nil。如果我們為table定義了元方法__index，那訪問的結果將由該方法決定。

window={}

window.prototype=
window.mt={} --
window的元表
function
window.new(o)
setmetatable
(o,window.mt)
return
oend
window.mt.__index=function(table,key) return window.prototype[key] end
w=window.new
print
(w.width)
print
(w.width1)
--輸出結果
--100
--nil

2）、__newindex元方法

和__index不同的是，該元方法用於不存在鍵的賦值，而前者用於訪問。

window={}

window.prototype=
window.mt={} --
window的元表
function
window.new(o)
setmetatable
(o,window.mt)
return
oend
window.mt.__index=function(table,key) return window.prototype[key] end
window.mt.__newindex=function(table,key,value) window.prototype[key]=value end
w=window.new
w.length=50
print
(w.width)
print
(w.width1)
print
(window.prototype.length)
--輸出結果
--100
--nil
--50

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