# 元表 在Lua中，元表 _(metatable)_ 的表現行為類似于C++語言中的函數（操作符）重載，例如我們可以重載"__add"元方法 _(metamethod)_ ，來計算兩個Lua數組的并集；或者重載"__index"方法，來定義我們自己的Hash函數。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置元表。 - getmetatable(table)：此方法用于獲取表的元表對象。 設置元表的方法很簡單，如下： ~~~ mytable = {} mymetatable = {} setmetatable(mytable,mymetatable) ~~~ 上面的代碼可以簡寫成如下的一行代碼： ~~~ 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例： ~~~ set1 = {10, 20, 30}--集合 set2 = {20, 40, 50}--集合 union = function (self, another) --將用于重載__add的函數，注意第一個參數是self local set = {} local result = {} --利用數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 set3 = set1 + set2 for _,j in pairs(set3) do io.write(j.." ") -->輸出結果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 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" | 取下標操作用于訪問 table[key] | | "__newindex" | 賦值給指定下標 table[key] = value | | "__tostring" | 轉換成字符串 | | "__call" | 當 Lua 調用一個值時調用 | | "__mode" | 用于弱表(_week table_) | | "__metatable" | 用于保護metatable不被訪問 | #### __index元方法 下面的例子中，我們實現了在表中查找鍵不存在時轉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 if key == "key2" then return "metatablevalue" else return self[key] end end }) print(mytable.key1,mytable.key2) -->value1 metatablevalue ~~~ 關于__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，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，這個表中包含[2] = "world"這個鍵值對。所以當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元方法還可以實現給表中每一個值賦上默認值；和__newindex元方法聯合監控對表的讀取、修改等比較高階的功能，待讀者自己去開發吧。 #### __tostring元方法 與Java中的toString()函數類似，可以實現自定義的字符串轉換。 ~~~ 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，使得普通的表也可以被調用。 ~~~ functor = {} function func1(self, arg) print ("called from", arg) end setmetatable(functor, {__call = func1}) functor("functor") --> called from functor print(functor) --> table: 0x00076fc8 后面這串數字可能不一樣 ~~~ #### __metatable元方法 假如我們想保護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 設置了__metatable 的值， getmetatable 將返回這個域的值， 而調用 setmetatable將會出錯： ~~~ Object = setmetatable({}, {__metatable = "You cannot access here"}) print(getmetatable(Object)) --> You cannot access here setmetatable(Object, {}) --> 引發編譯器報錯 ~~~