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Lua元表与元方法实例讲解

时间：2020-03-31 21:56 编辑：来源：阅读：
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摘要：Lua元表与元方法实例讲解

Lua中提供的元表（metatable）与元方法（metamethod）是一种非常重要的语法，metatable主要用于做一些类似于C++重载操作符式的功能。 Lua中提供的元表是用于帮助lua变量完成某些非预定义功能的个性化行为，如两个table的相加，通过让两者指向同一元表并修改该元表的元方法可以实现该功能。任何table都可以成为任何值的元表，而一组相关的table也可以共享一个元表。 [b]一些MetaMethod：[/b]

[u]复制代码[/u] 代码如下:

__add(a, b)                     对应表达式 a + b

__sub(a, b)                     对应表达式 a - b

__mul(a, b)                     对应表达式 a * b

__div(a, b)                     对应表达式 a / b

__mod(a, b)                     对应表达式 a % b

__pow(a, b)                     对应表达式 a ^ b

__unm(a)                        对应表达式 -a

__concat(a, b)                  对应表达式 a .. b

__len(a)                        对应表达式 #a

__eq(a, b)                      对应表达式 a == b

__lt(a, b)                      对应表达式 a < b

__le(a, b)                      对应表达式 a <= b

__index(a, b)                   对应表达式 a.b

__newindex(a, b, c)             对应表达式 a.b = c

__call(a, ...)                  对应表达式 a(...)

[b]1、算术类and关系类元方法[/b] 先看一个简单的例子：

[u]复制代码[/u] 代码如下:

--我们想让两个分数相加，这是一种非预定义的行为
fraction_a = {numerator=2, denominator=3}

fraction_b = {numerator=4, denominator=7}

fraction_op={}   --元表

-- __add这是metatable，这是lua内建约定的

function fraction_op.__add(a,b)   

  res={}

  res.numerator=a.numerator*b.denominator+b.numerator*a.denominator

  res.denominator=a.denominator*b.denominator

  return res

end

--将fraction_a，fraction_b的元表设置为fraction_op

--其中setmetatable是库函数

setmetatable(fraction_a,fraction_op)

setmetatable(fraction_b,fraction_op)

--调用的是fraction_op.__add()函数

fraction_c=fraction_a+fraction_b

print(fraction_c.numerator.."/"..fraction_c.denominator)

--输出结果

--26/21

再来看一个深度一点的例子，例举了算数类的元方法，关系类的元方法，库定义的元方法。

[u]复制代码[/u] 代码如下:

Set={}
local metatable={}  --元表

--根据参数列表中的值创建一个新的集合

function Set.new(a)

   local set={}

   --将所有由该方法创建的集合的元表都指定到metatable

   setmetatable(set,metatable)

   for i,v in pairs(a) do

       set[v]=true

   end

   return set

end

--计算两个集合的并集

function Set.union(a,b)

   local res=Set.new{}

   for i in pairs(a) do

      res[i]=true

   end

   for i in pairs(b) do

      res[i]=true

   end

   return res

end

--计算两个集合的交集

function Set.intersect(a,b)

  local res=Set.new{}

  for i in pairs(a) do

     res[i]=b[i]

  end

  return res

end

--print总是调用tostring来格式化输出

--这里我们稍作修改库定义的print

function Set.tostring(a)

  local t={}

  for i in pairs(a) do

     t[#t+1]=i

  end

  return "{"..table.concat(t,",").."}"

end

--判断a集合是否是b集合的子集

function Set.lessorequal(a,b)

   for i in pairs(a) do

       if  not b[i] then return false end

   end

   return true

end

--最后将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{2,9,8,4}

s2=Set.new{2,4,7}

s3=s1+s2

s4=s1*s2

print(s3)

print(s4)

print(3+4,3*4)  --新加的方法不改变表本身具有的方法，因为传入的参数不同，只会让元方法更完善

s5=Set.new{2,4}

s6=Set.new{2,4,6}

print(s5<=s6)

print(s5<s6)

print(s5==s6)

--输出结果

--{2,8,4,9,7}

--{2,4}

--7  12

--true

--true

--false

[b]2、table访问的元方法：[/b] 算数类和关系类的元方法都为各自错误情况定义了行为，他们不会改变语言的常规行为，但lua还是提供了一种可以改变table的行为。有两种可以改变table的行为：查询table以及修改table中不存在的字段。 1）、__index元方法当访问table中不存在的字段时，得到的结果为nil。如果我们为table定义了元方法__index，那访问的结果将由该方法决定。

[u]复制代码[/u] 代码如下:

Window={}

Window.prototype={x=10,y=20,width=100,height=200}

Window.mt={} --Window的元表
function Window.new(o)

  setmetatable(o,Window.mt)

  return o

end

Window.mt.__index=function(table,key)  return Window.prototype[key] end

w=Window.new{x=1,y=22}

print(w.width)

print(w.width1)

--输出结果

--100

--nil

2）、__newindex元方法和__index不同的是，该元方法用于不存在键的赋值，而前者用于访问。

[u]复制代码[/u] 代码如下:

Window={}

Window.prototype={x=10,y=20,width=100,height=200}

Window.mt={} --Window的元表
function Window.new(o)

  setmetatable(o,Window.mt)

  return o

end

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{x=1,y=22}

w.length=50

print(w.width)

print(w.width1)

print(Window.prototype.length)

--输出结果

--100

--nil

--50

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