lua元表以及元方法

lua中的變量是沒有數據類型的，值有類型。類型有八種nil,number,boolean, string, function, thread, userdata以及table。

Lua 中的每一個值均可以有一個 元表 。 這個 元表 就是一個普通的 Lua 表，它用於定義原始值在特定操做下的行爲。例如，當你對非數字值作加操做時， Lua 會檢查該值的元表中的 "__add" 域下的函數。 若是能找到，Lua 則調用這個函數來完成加這個操做。

元表中的鍵對應着不一樣的 事件 名； 鍵關聯的那些值被稱爲 元方法 。 在上面那個例子中引用的事件爲 "add" ， 完成加操做的那個函數就是元方法。

能夠用 getmetatable 函數 來獲取任何值的元表。

使用 setmetatable 來替換一張表的元表。在 Lua 中，你不能夠改變表之外其它類型的值的元表 （除非你使用調試庫）； 若想改變這些非表類型的值的元表，請使用 C API.

 接下來會給出一張元表能夠控制的事件的完整列表。 每一個操做都用對應的事件名來區分。 每一個事件的鍵名用加有 '__' 前綴的字符串來表示； 例如："add" 操做的鍵名爲字符串 "__add"。

 "add": + 操做。 若是任何不是數字的值（包括不能轉換爲數字的字符串）作加法， Lua 就會嘗試調用元方法。 首先、Lua 檢查第一個操做數（即便它是合法的）， 若是這個操做數沒有爲 "__add" 事件定義元方法， Lua 就會接着檢查第二個操做數。 一旦 Lua 找到了元方法， 它將把兩個操做數做爲參數傳入元方法， 元方法的結果（調整爲單個值）做爲這個操做的結果。 若是找不到元方法，將拋出一個錯誤。
"sub": - 操做。 行爲和 "add" 操做相似。
"mul": * 操做。 行爲和 "add" 操做相似。
"div": / 操做。 行爲和 "add" 操做相似。
"mod": % 操做。 行爲和 "add" 操做相似。
"pow": ^ （次方）操做。 行爲和 "add" 操做相似。
"unm": - （取負）操做。 行爲和 "add" 操做相似。
"idiv": // （向下取整除法）操做。 行爲和 "add" 操做相似。
"band": & （按位與）操做。 行爲和 "add" 操做相似， 不一樣的是 Lua會在任何一個操做數沒法轉換爲整數時嘗試取元方法。
"bor": | （按位或）操做。 行爲和 "band" 操做相似。
"bxor": ~ （按位異或）操做。 行爲和 "band" 操做相似 
"bnot": ~ （按位非）操做。 行爲和 "band" 操做相似。
"shl": << （左移）操做。 行爲和 "band" 操做相似。
"shr": >> （右移）操做。 行爲和 "band" 操做相似。
"concat": .. （鏈接）操做。 行爲和 "add" 操做相似， 不一樣的是 Lua在任何操做數即不是一個字符串 也不是數字（數字總能轉換爲對應的字符串）的狀況下嘗試元方法。
"len": # （取長度）操做。 若是對象不是字符串，Lua 會嘗試它的元方法。 若是有元方法，則調用它並將對象以參數形式傳入， 而返回值（被調整爲單個）則做爲結果。 若是對象是一張表且沒有元方法，Lua 使用表的取長度操做。 其它狀況，均拋出錯誤。
"eq": == （等於）操做。 和 "add" 操做行爲相似， 不一樣的是 Lua 僅在兩個值都是表或都是徹底用戶數據 且它們不是同一個對象時才嘗試元方法。 調用的結果總會被轉換爲布爾量。
"lt": < （小於）操做。 和 "add" 操做行爲相似， 不一樣的是 Lua 僅在兩個值不全爲整數也不全爲字符串時才嘗試元方法。 調用的結果總會被轉換爲布爾量。
"le": <= （小於等於）操做。 和其它操做不一樣， 小於等於操做可能用到兩個不一樣的事件。 首先，像 "lt" 操做的行爲那樣，Lua 在兩個操做數中查找 "__le" 元方法。 若是一個元方法都找不到，就會再次查找 "__lt" 事件， 它會假設 a <= b 等價於 not (b < a)。 而其它比較操做符相似，其結果會被轉換爲布爾量。

上面的這些元方法原理上均可以歸爲一類，咱們舉個例子來看：

local mt = {}

mt.__add = function(a,b)
    return a.v + b.v/2
end

local a = {v = 10}
local b = {v = 12}

setmetatable(a, mt)

print("a + b :", a + b)

 運行結果以下：

至關於重載了「+」號。

"index": 索引 table[key]。 當 table 不是表或是表 table 中不存在key 這個鍵時，這個事件被觸發。 此時，會讀出 table 相應的元方法。儘管名字取成這樣， 這個事件的元方法其實能夠是一個函數也能夠是一張表。 若是它是一個函數，則以 table 和 key 做爲參數調用它。若是它是一張表，最終的結果就是以 key 取索引這張表的結果。（這個索引過程是走常規的流程，而不是直接索引， 因此此次索引有可能引起另外一次元方法。

"newindex": 索引賦值 table[key] = value 。 和索引事件相似，它發生在 table 不是表或是表 table 中不存在 key 這個鍵的時候。 此時，會讀出 table 相應的元方法。同索引過程那樣， 這個事件的元方法便可以是函數，也能夠是一張表。 若是是一個函數， 則以 table、 key、以及 value 爲參數傳入。若是是一張表， Lua 對這張表作索引賦值操做。 （這個索引過程是走常規的流程，而不是直接索引賦值， 因此此次索引賦值有可能引起另外一次元方法。）一旦有了 "newindex" 元方法， Lua 就再也不作最初的賦值操做。（若是有必要，在元方法內部能夠調用 rawset 來作賦值。

經過一個例子來講明其原理：

local mt = {}
mt.__index = function(t, k)
    print("call index function")
end

mt.__newindex = function(t,k,v)
    print("call new index function")
end

local t = {}
setmetatable(t, mt)

local temp = t.a
t.a = 10

輸出以下：

也就是說，當調用表"t"中的元素"a"，卻在表"t"中找不到"a"的時候，會把「t」,「a」作爲參數來調用「__index」函數。

當賦值表"t"中的元素"a"，卻在表"t"中找不到"a"的時候，會把「t」,「a」,value作爲參數來調用「__newindex」函數。

"call": 函數調用操做 func(args)。 當 Lua 嘗試調用一個非函數的值的時候會觸發這個事件 （即 func 不是一個函數）。 查找 func 的元方法， 若是找獲得，就調用這個元方法， func 做爲第一個參數傳入，原來調用的參數（args）後依次排在後面。

經過一個例子來講明其原理：

local mt = {}
mt.__call = function(f,...)
    print("call table like a function", f ,...)
end

local temp = {}
setmetatable(temp, mt)

temp(1,2,3)

輸出以下：

至關於把函數調用賦予到了一個非函數類型。

這個元方法比較實用。能夠把事件改變成表，能夠事先賦予事件上值。還能夠當成一個類的構造函數實使用。

 

此外還有一些元方法，書中並無歸類到這些事件裏面。我作了一些統計

"mode":弱表屬性，賦予一張表弱引用屬性。（弱表比較有趣，下一篇文章會作說明）

"gc":在對象被GC的時候，會先調用元表裏面的「gc」域。

"tostring":當調用tostring(obj)的時候，會先查找obj的元方法中的__tostring，若是有就調用，沒有就會打印obj的內存位置。好比說上面的。

 "pairs":迭代器的元方法，在執行pairs(t)的時候，會先找表t的元方法「__pairs」，若是有就以t爲參數調用他，若是沒有，就返回三個值next函數， t已經nil。