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lua元表与元方法

    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。

一些MetaMethod:

__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(...)

1、算术类and关系类元方法

先看一个简单的例子:

--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 resend--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_bprint(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。

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 setend--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 resend--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 resend--print总是调用tostring来格式化输出--这里我们稍作修改库定义的printfunction 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 trueend--最后将重定向的元方法加入到元表中metatable.__add=Set.unionmetatable.__mul=Set.intersectmetatable.__tostring=Set.tostringmetatable.__le=Set.lessorequalmetatable.__eq=function(a,b) return a<=b and b<=a endmetatable.__lt=function(a,b) return a<=b and not (b<=a) ends1=Set.new{2,9,8,4}s2=Set.new{2,4,7}s3=s1+s2s4=s1*s2print(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

 

2、table访问的元方法:

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。

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 oendWindow.mt.__index=function(table,key)  return Window.prototype[key] endw=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。

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 oendWindow.mt.__index=function(table,key)  return Window.prototype[key] endWindow.mt.__newindex=function(table,key,value) Window.prototype[key]=value endw=Window.new{x=1,y=22}w.length=50print(w.width)print(w.width1)print(Window.prototype.length)--输出结果--100--nil--50

 

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