Metatable In Lua 浅尝辄止

发布时间：2020-12-14 22:15:36 所属栏目：大数据来源：网络整理

导读：原文链接：http://www.cnblogs.com/simonw/archive/2007/01/17/622032.html 什么是Metatable ? ??????Lua中Metatable这个概念,国内将他翻译为元表. 元表为重定义Lua中任意一个对象(值)的默认行为提供了一种公开入口. 如同许多OO语言的操作符重载或方法重载.

原文链接：http://www.cnblogs.com/simonw/archive/2007/01/17/622032.html

什么是Metatable?

??????Lua中Metatable这个概念,国内将他翻译为元表. 元表为重定义Lua中任意一个对象(值)的默认行为提供了一种公开入口. 如同许多OO语言的操作符重载或方法重载. Metatable能够为我们带来非常灵活的编程方式.?

??????具体的说,Lua中每种类型的值都有都有他的默认操作方式,如,数字可以做加减乘除等操作,字符串可以做连接操作,函数可以做调用操作,表可以做表项的取值赋值操作. 他们都遵循这些操作的默认逻辑执行,而这些操作可以通过Metatable来改变. 如,你可以定义2个表如何相加等.?

??????看一个最简单的例子,重定义了2个表的加法操作. 这个例子中将c的__add域改写后将a的Metatable设置为c,当执行到加法的操作时,Lua首先会检查a是否有Metatable并且Metatable中是否存在__add域,如果有则调用,否则将检查b的条件(和a相同),如果都没有则调用默认加法运算,而table没有定义默认加法运算,则会报错.

--定义2个表
a?=?{5,?6}
b?=?{7,?8}
--用c来做Metatable
c?=?{}
--重定义加法操作
c.__add?=?function(op1,?op2)
???for?_,?item?in?ipairs(op2)?do
??????table.insert(op1,?item)
???end
???return?op1
end
--将a的Metatable设置为c
setmetatable(a,?c)
--d现在的样子是{5,6,7,8}
d?=?a?+?b

有了个感性的认识后,我们看看Metatable的具体特性.

??????Metatable并不神秘,他只是一个普通的table,在table这个数据结构当中,Lua定义了许多重定义这些操作的入口. 他们均以双下划线开头为table的域,如上面例子的__add. 当你为一个值设置了Metatable,并在Metatable中设置了重写了相应的操作域,在这个值执行这个操作的时候就会触发重写的自定义操作. 当然每个操作都有每个操作的方法格式签名,如__add会将加号两边的两个操作数做为参数传入并且要求一个返回值. 有人把这样的行为比作事件,当xx行为触发会激活事件自定义操作.

Metatable中定义的操作add,sub,mul,div,mod,pow,unm,concat,len,eq,lt,le,tostring,gc,index,newindex,call...

??????在Lua中任何一个值都有Metatable,不同的值可以有不同的Metatable也可以共享同样的Metatable,但在Lua本身提供的功能中,不允许你改变除了table类型值外的任何其他类型值的Metatable,除非使用C扩展或其他库. setmetatable和getmetatable是唯一一组操作table类型的Metatable的方法.

Metatable与面向对象

??????Lua是个面向过程的语言,但通过Metatable可以模拟出面向对象的样子. 其关键就在于__index这个域. 他提供了表的索引值入口. 这很像重写C#中的索引器,当表要索引一个值时如table[key],Lua会首先在table本身中查找key的值,如果没有并且这个table存在一个带有__index属性的Metatable,则Lua会按照__index所定义的函数逻辑查找. 仔细想想,这不正为面向对象中的核心思想继承,提供了实现方式么. Lua中实现面向对象的方式非常多,但无论哪种都离不开__index.

??????这个例子中我使用了Programming In Lua中的实现OO的方式,建立了Bird(鸟)对象,拥有会飞的属性,其他鸟对象基于此原型,Ostrich(鸵鸟)是鸟的一种但不会飞. 结果很明显,Bird和Ostrich分别有独立的状态.

local?Bird?=?{CanFly?=?true}

function?Bird:New()
????local?b?=?{}
????setmetatable(b,?self)
????self.__index?=?self
????return?b
end

local?Ostrich?=?Bird:New()?--Bird.CanFly?is?true,?Ostrich.CanFly?is?true
Ostrich.CanFly?=?false?--Bird.CanFly?is?true,?Ostrich.CanFly?is?false

__newindex与__index相对应,在对table的key做更新时触发. 可以使用rawset和rawget对table的key操作来跳过这些事件的触发.?

调用与截获
??????Java与C#中需要费不少周折来实现动态代理和AOP,类似这样的功能在Lua中确很简单,虽然被限制了很多,但你依然能够感受到Lua的灵活. 这就是__call操作,当值被调用时触发.?
??????这里我将table类型的a做了一个函数方式的调用a(),会触发__call. 另一个应用示例可以参见我的另一篇文章 Lua中实现类似C#的事件机制

a?=?{}
function?a:Func()
???print("simonw")
end
c?=?{}
c.__call?=?function(t,?)
???print("Start")
???t.Func()
???print("End")
end
setmetatable(a,?c)
a()
--[[
Start
simonw
End
]]

??????这里的示例都是以最简单的方式展现,以便能更清晰的描述核心,更多的资料以及具体应用请参考Programming In Lua和Lua参考手册.

（编辑：李大同）

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