Lua 元表(Metatable) · W3School Lua 教程

# Lua 元表(Metatable) 在 Lua table 中我們可以訪問對應的key來得到value值，但是卻無法對兩個 table 進行操作。因此 Lua 提供了元表(Metatable)，允許我們改變table的行為，每個行為關聯了對應的元方法。例如，使用元表我們可以定義Lua如何計算兩個table的相加操作a+b。當Lua試圖對兩個表進行相加時，先檢查兩者之一是否有元表，之后檢查是否有一個叫"**add"的字段，若找到，則調用對應的值。"**add"等即時字段，其對應的值（往往是一個函數或是table）就是"元方法"。有兩個很重要的函數來處理元表： - **setmetatable(table,metatable):** 對指定table設置元表(metatable)，如果元表(metatable)中存在__metatable鍵值，setmetatable會失敗。 - **getmetatable(table):** 返回對象的元表(metatable)。以下實例演示了如何對指定的表設置元表： ~~~ ~~~ mytable?=?{} mymetatable?=?{} setmetatable(mytable,mymetatable) ~~~ ~~~ 以上代碼也可以直接寫成一行： ~~~ ~~~ mytable?=?setmetatable({},{}) ~~~ ~~~ ### __index 元方法 **index 元方法查看表中元素是否存在，如果不存在，返回結果為nil；如果存在則由**index 返回結果。 ~~~ ~~~ mytable?=?setmetatable({key1?=?"value1"},?{ ??__index?=?function(mytable,?key) ????if?key?==?"key2"?then ??????return?"metatablevalue" ????else ??????return?mytable[key] ????end ??end }) print(mytable.key1,mytable.key2) ~~~ ~~~ 實例輸出結果為： ~~~ ~~~ value1??metatablevalue ~~~ ~~~ 實例解析： - mytable 表賦值為 **{key1 = "value1"}**。 - mytable 設置了元表，元方法為 __index。 - 在mytable表中查找 key1，如果找到，返回該元素，找不到則繼續。 - 在mytable表中查找 key2，如果找到，返回該元素，找不到則繼續。 - 判斷元表有沒有**index方法，如果**index方法是一個函數，則調用該函數。 - 元方法中查看是否傳入 "key2" 鍵的參數（mytable.key2已設置），如果傳入 "key2" 參數返回 "metatablevalue"，否則返回 mytable 對應的鍵值。我們可以將以上代碼簡單寫成： ~~~ ~~~ mytable?=?setmetatable({key1?=?"value1"},?{?__index?=?{?key2?=?"metatablevalue"?}?}) print(mytable.key1,mytable.key2) ~~~ ~~~ ### __newindex 元方法 **newindex 元方法用來對表更新，**index則用來對表訪問。當你給表的一個缺少的索引賦值，解釋器就會查找__newindex 元方法：如果存在則調用這個函數而不進行賦值操作。以下實例演示了 __newindex 元方法的應用： ~~~ ~~~ mymetatable?=?{} mytable?=?setmetatable({key1?=?"value1"},?{?__newindex?=?mymetatable?}) print(mytable.key1) mytable.newkey?=?"新值2" print(mytable.newkey,mymetatable.newkey) mytable.key1?=?"新值1" print(mytable.key1,mymetatable.newkey1) ~~~ ~~~ 以上實例執行輸出結果為： ~~~ ~~~ value1 nil?新值2 新值1?nil ~~~ ~~~ 以上實例中表設置了元方法 **newindex，在對新索引鍵（newkey）賦值時（mytable.newkey = "新值2"），會調用元方法，而不進行賦值。而如果對已存在的索引鍵（key1），則會進行賦值，而不調用元方法 **newindex。以下實例使用了 rawset 函數來更新表： ~~~ ~~~ mytable?=?setmetatable({key1?=?"value1"},?{ ??__newindex?=?function(mytable,?key,?value) ????????rawset(mytable,?key,?"\""..value.."\"") ??end }) mytable.key1?=?"new?value" mytable.key2?=?4 print(mytable.key1,mytable.key2) ~~~ ~~~ 以上實例執行輸出結果為： ~~~ ~~~ new?value???"4" ~~~ ~~~ ### 為表添加操作符以下實例演示了兩表相加操作： ~~~ ~~~ --?計算表中最大值，table.maxn在Lua5.2以上版本中已無法使用 --?自定義計算表中最大值函數?table_maxn function?table_maxn(t) ????local?mn?=?0 ????for?k,?v?in?pairs(t)?do ????????if?mn?<?k?then ????????????mn?=?k ????????end ????end ????return?mn end --?兩表相加操作 mytable?=?setmetatable({?1,?2,?3?},?{ ??__add?=?function(mytable,?newtable) ????for?i?=?1,?table_maxn(newtable)?do ??????table.insert(mytable,?table_maxn(mytable)+1,newtable[i]) ????end ????return?mytable ??end }) secondtable?=?{4,5,6} mytable?=?mytable?+?secondtable ????for?k,v?in?ipairs(mytable)?do print(k,v) end ~~~ ~~~ 以上實例執行輸出結果為： ~~~ ~~~ 1???1 2???2 3???3 4???4 5???5 6???6 ~~~ ~~~ __add 鍵包含在元表中，并進行相加操作。表中對應的操作列表如下： | 模式 | 描述 | |-----|-----| | __add | 對應的運算符 '+'. | | __sub | 對應的運算符 '-'. | | __mul | 對應的運算符 '*'. | | __div | 對應的運算符 '/'. | | __mod | 對應的運算符 '%'. | | __unm | 對應的運算符 '-'. | | __concat | 對應的運算符 '..'. | | __eq | 對應的運算符 '=='. | | __lt | 對應的運算符 '<'. | | __le | 對應的運算符 '<='. | ### __call 元方法 __call 元方法在 Lua 調用一個值時調用。以下實例演示了計算表中元素的和： ~~~ ~~~ --?計算表中最大值，table.maxn在Lua5.2以上版本中已無法使用 --?自定義計算表中最大值函數?table_maxn function?table_maxn(t) ????local?mn?=?0 ????for?k,?v?in?pairs(t)?do ????????if?mn?<?k?then ????????????mn?=?k ????????end ????end ????return?mn end --?定義元方法__call mytable?=?setmetatable({10},?{ ??__call?=?function(mytable,?newtable) ????sum?=?0 ????for?i?=?1,?table_maxn(mytable)?do ????????sum?=?sum?+?mytable[i] ????end ????for?i?=?1,?table_maxn(newtable)?do ????????sum?=?sum?+?newtable[i] ????end ????return?sum ??end }) newtable?=?{10,20,30} print(mytable(newtable)) ~~~ ~~~ 以上實例執行輸出結果為： ~~~ ~~~ 70 ~~~ ~~~ ### __tostring 元方法 __tostring 元方法用于修改表的輸出行為。以下實例我們自定義了表的輸出內容： ~~~ ~~~ mytable?=?setmetatable({?10,?20,?30?},?{ ??__tostring?=?function(mytable) ????sum?=?0 ????for?k,?v?in?pairs(mytable)?do ????????sum?=?sum?+?v ????end ????return?"表所有元素的和為?"?..?sum ??end }) print(mytable) ~~~ ~~~ 以上實例執行輸出結果為： ~~~ ~~~ 表所有元素的和為?60 ~~~ ~~~ 從本文中我們可以知道元表可以很好的簡化我們的代碼功能，所以了解 Lua 的元表，可以讓我們寫出更加簡單優秀的 Lua 代碼。