在 Lua 5.1 語言中，元表 (metatable) 的表現(xiàn)行為類似于 C++ 語言中的操作符重載，例如我們可以重載 "__add" 元方法 (metamethod)，來計算兩個 Lua 數(shù)組的并集；或者重載 "__index" 方法，來定義我們自己的 Hash 函數(shù)。Lua 提供了兩個十分重要的用來處理元表的方法，如下：

setmetatable(table, metatable)：此方法用于為一個表設(shè)置元表。
getmetatable(table)：此方法用于獲取表的元表對象。

設(shè)置元表的方法很簡單，如下：

local mytable = {}
local mymetatable = {}
setmetatable(mytable, mymetatable)

上面的代碼可以簡寫成如下的一行代碼：

local mytable = setmetatable({}, {})

修改表的操作符行為

通過重載 "__add" 元方法來計算集合的并集實(shí)例：

local set1 = {10, 20, 30}   -- 集合
local set2 = {20, 40, 50}   -- 集合

-- 將用于重載__add的函數(shù)，注意第一個參數(shù)是self
local union = function (self, another)
    local set = {}
    local result = {}

    -- 利用數(shù)組來確保集合的互異性
    for i, j in pairs(self) do set[j] = true end
    for i, j in pairs(another) do set[j] = true end

    -- 加入結(jié)果集合
    for i, j in pairs(set) do table.insert(result, i) end
    return result
end
setmetatable(set1, {__add = union}) -- 重載 set1 表的 __add 元方法

local set3 = set1 + set2
for _, j in pairs(set3) do
    io.write(j.." ")               -->output：30 50 20 40 10
end

除了加法可以被重載之外，Lua 提供的所有操作符都可以被重載：

元方法	含義
"__add"	+ 操作
"__sub"	- 操作其行為類似于 "add" 操作
"__mul"	* 操作其行為類似于 "add" 操作
"__div"	/ 操作其行為類似于 "add" 操作
"__mod"	% 操作其行為類似于 "add" 操作
"__pow"	^ （冪）操作其行為類似于 "add" 操作
"__unm"	一元 - 操作
"__concat"	.. （字符串連接）操作
"__len"	# 操作
"__eq"	== 操作函數(shù) getcomphandler 定義了 Lua 怎樣選擇一個處理器來作比較操作僅在兩個對象類型相同且有對應(yīng)操作相同的元方法時才起效
"__lt"	< 操作
"__le"	<= 操作

除了操作符之外，如下元方法也可以被重載，下面會依次解釋使用方法：

元方法	含義
"__index"	取下標(biāo)操作用于訪問 table[key]
"__newindex"	賦值給指定下標(biāo) table[key] = value
"__tostring"	轉(zhuǎn)換成字符串
"__call"	當(dāng) Lua 調(diào)用一個值時調(diào)用
"__mode"	用于弱表(week table)
"__metatable"	用于保護(hù)metatable不被訪問

__index 元方法

下面的例子中，我們實(shí)現(xiàn)了在表中查找鍵不存在時轉(zhuǎn)而在元表中查找該鍵的功能：

mytable = setmetatable({key1 = "value1"},   --原始表
  {__index = function(self, key)            --重載函數(shù)
    if key == "key2" then
      return "metatablevalue"
    end
  end
})

print(mytable.key1,mytable.key2)  --> output：value1 metatablevalue

關(guān)于 __index 元方法，有很多比較高階的技巧，例如：__index 的元方法不需要非是一個函數(shù)，他也可以是一個表。

t = setmetatable({[1] = "hello"}, {__index = {[2] = "world"}})
print(t[1], t[2])   -->hello world

第一句代碼有點(diǎn)繞，解釋一下：先是把 {__index = {}} 作為元表，但 __index 接受一個表，而不是函數(shù)，這個表中包含 [2] = "world" 這個鍵值對。所以當(dāng) t[2] 去在自身的表中找不到時，在 __index 的表中去尋找，然后找到了 [2] = "world" 這個鍵值對。

__index 元方法還可以實(shí)現(xiàn)給表中每一個值賦上默認(rèn)值；和 __newindex 元方法聯(lián)合監(jiān)控對表的讀取、修改等比較高階的功能，待讀者自己去開發(fā)吧。

__tostring 元方法

與 Java 中的 toString() 函數(shù)類似，可以實(shí)現(xiàn)自定義的字符串轉(zhuǎn)換。

arr = {1, 2, 3, 4}
arr = setmetatable(arr, {__tostring = function (self)
    local result = '{'
    local sep = ''
    for _, i in pairs(self) do
        result = result ..sep .. i
        sep = ', '
    end
    result = result .. '}'
    return result
end})
print(arr)  --> {1, 2, 3, 4}

__call 元方法

__call 元方法的功能類似于 C++ 中的仿函數(shù)，使得普通的表也可以被調(diào)用。

functor = {}
function func1(self, arg)
  print ("called from", arg)
end

setmetatable(functor, {__call = func1})

functor("functor")  --> called from functor
print(functor)      --> output：0x00076fc8 （后面這串?dāng)?shù)字可能不一樣）

__metatable 元方法

假如我們想保護(hù)我們的對象使其使用者既看不到也不能修改 metatables。我們可以對 metatable 設(shè)置了 __metatable 的值，getmetatable 將返回這個域的值，而調(diào)用 setmetatable 將會出錯：

Object = setmetatable({}, {__metatable = "You cannot access here"})

print(getmetatable(Object)) --> You cannot access here
setmetatable(Object, {})    --> 引發(fā)編譯器報錯

上一篇：抵制使用 module() 定義模塊下一篇：String 庫