lua元表以及元方法

lua中的变量是没有数据类型的，值有类型。类型有八种nil,number,boolean, string, function, thread, userdata以及table。

Lua 中的每一个值均可以有一个 元表 。 这个 元表 就是一个普通的 Lua 表，它用于定义原始值在特定操做下的行为。例如，当你对非数字值作加操做时， Lua 会检查该值的元表中的 "__add" 域下的函数。 若是能找到，Lua 则调用这个函数来完成加这个操做。

元表中的键对应着不一样的 事件 名； 键关联的那些值被称为 元方法 。 在上面那个例子中引用的事件为 "add" ， 完成加操做的那个函数就是元方法。

能够用 getmetatable 函数 来获取任何值的元表。

使用 setmetatable 来替换一张表的元表。在 Lua 中，你不能够改变表之外其它类型的值的元表 （除非你使用调试库）； 若想改变这些非表类型的值的元表，请使用 C API.

 接下来会给出一张元表能够控制的事件的完整列表。 每一个操做都用对应的事件名来区分。 每一个事件的键名用加有 '__' 前缀的字符串来表示； 例如："add" 操做的键名为字符串 "__add"。

 "add": + 操做。 若是任何不是数字的值（包括不能转换为数字的字符串）作加法， Lua 就会尝试调用元方法。 首先、Lua 检查第一个操做数（即便它是合法的）， 若是这个操做数没有为 "__add" 事件定义元方法， Lua 就会接着检查第二个操做数。 一旦 Lua 找到了元方法， 它将把两个操做数做为参数传入元方法， 元方法的结果（调整为单个值）做为这个操做的结果。 若是找不到元方法，将抛出一个错误。
"sub": - 操做。 行为和 "add" 操做相似。
"mul": * 操做。 行为和 "add" 操做相似。
"div": / 操做。 行为和 "add" 操做相似。
"mod": % 操做。 行为和 "add" 操做相似。
"pow": ^ （次方）操做。 行为和 "add" 操做相似。
"unm": - （取负）操做。 行为和 "add" 操做相似。
"idiv": // （向下取整除法）操做。 行为和 "add" 操做相似。
"band": & （按位与）操做。 行为和 "add" 操做相似， 不一样的是 Lua会在任何一个操做数没法转换为整数时尝试取元方法。
"bor": | （按位或）操做。 行为和 "band" 操做相似。
"bxor": ~ （按位异或）操做。 行为和 "band" 操做相似 
"bnot": ~ （按位非）操做。 行为和 "band" 操做相似。
"shl": << （左移）操做。 行为和 "band" 操做相似。
"shr": >> （右移）操做。 行为和 "band" 操做相似。
"concat": .. （链接）操做。 行为和 "add" 操做相似， 不一样的是 Lua在任何操做数即不是一个字符串 也不是数字（数字总能转换为对应的字符串）的状况下尝试元方法。
"len": # （取长度）操做。 若是对象不是字符串，Lua 会尝试它的元方法。 若是有元方法，则调用它并将对象以参数形式传入， 而返回值（被调整为单个）则做为结果。 若是对象是一张表且没有元方法，Lua 使用表的取长度操做。 其它状况，均抛出错误。
"eq": == （等于）操做。 和 "add" 操做行为相似， 不一样的是 Lua 仅在两个值都是表或都是彻底用户数据 且它们不是同一个对象时才尝试元方法。 调用的结果总会被转换为布尔量。
"lt": < （小于）操做。 和 "add" 操做行为相似， 不一样的是 Lua 仅在两个值不全为整数也不全为字符串时才尝试元方法。 调用的结果总会被转换为布尔量。
"le": <= （小于等于）操做。 和其它操做不一样， 小于等于操做可能用到两个不一样的事件。 首先，像 "lt" 操做的行为那样，Lua 在两个操做数中查找 "__le" 元方法。 若是一个元方法都找不到，就会再次查找 "__lt" 事件， 它会假设 a <= b 等价于 not (b < a)。 而其它比较操做符相似，其结果会被转换为布尔量。

上面的这些元方法原理上均可以归为一类，咱们举个例子来看：

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)

 运行结果以下：

至关于重载了“+”号。

"index": 索引 table[key]。 当 table 不是表或是表 table 中不存在key 这个键时，这个事件被触发。 此时，会读出 table 相应的元方法。尽管名字取成这样， 这个事件的元方法其实能够是一个函数也能够是一张表。 若是它是一个函数，则以 table 和 key 做为参数调用它。若是它是一张表，最终的结果就是以 key 取索引这张表的结果。（这个索引过程是走常规的流程，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": 索引赋值 table[key] = value 。 和索引事件相似，它发生在 table 不是表或是表 table 中不存在 key 这个键的时候。 此时，会读出 table 相应的元方法。同索引过程那样， 这个事件的元方法便可以是函数，也能够是一张表。 若是是一个函数， 则以 table、 key、以及 value 为参数传入。若是是一张表， Lua 对这张表作索引赋值操做。 （这个索引过程是走常规的流程，而不是直接索引赋值， 因此此次索引赋值有可能引起另外一次元方法。）一旦有了 "newindex" 元方法， Lua 就再也不作最初的赋值操做。（若是有必要，在元方法内部能够调用 rawset 来作赋值。

经过一个例子来讲明其原理：

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

输出以下：

也就是说，当调用表"t"中的元素"a"，却在表"t"中找不到"a"的时候，会把“t”,“a”作为参数来调用“__index”函数。

当赋值表"t"中的元素"a"，却在表"t"中找不到"a"的时候，会把“t”,“a”,value作为参数来调用“__newindex”函数。

"call": 函数调用操做 func(args)。 当 Lua 尝试调用一个非函数的值的时候会触发这个事件 （即 func 不是一个函数）。 查找 func 的元方法， 若是找获得，就调用这个元方法， func 做为第一个参数传入，原来调用的参数（args）后依次排在后面。

经过一个例子来讲明其原理：

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

local temp = {}
setmetatable(temp, mt)

temp(1,2,3)

输出以下：

至关于把函数调用赋予到了一个非函数类型。

这个元方法比较实用。能够把事件改变成表，能够事先赋予事件上值。还能够当成一个类的构造函数实使用。

 

此外还有一些元方法，书中并无归类到这些事件里面。我作了一些统计

"mode":弱表属性，赋予一张表弱引用属性。（弱表比较有趣，下一篇文章会作说明）

"gc":在对象被GC的时候，会先调用元表里面的“gc”域。

"tostring":当调用tostring(obj)的时候，会先查找obj的元方法中的__tostring，若是有就调用，没有就会打印obj的内存位置。好比说上面的。

 "pairs":迭代器的元方法，在执行pairs(t)的时候，会先找表t的元方法“__pairs”，若是有就以t为参数调用他，若是没有，就返回三个值next函数， t已经nil。