lua元表以及元方法

lua中的變量是沒有數據類型的，值有類型。類型有八種nil,number,boolean, string, function, thread, userdata以及table。

Lua 中的每個值都可以有一個 元表 。 這個 元表 就是一個普通的 Lua 表，它用于定義原始值在特定操作下的行為。例如，當你對非數字值做加操作時， Lua 會檢查該值的元表中的 "__add" 域下的函數。 如果能找到，Lua 則調用這個函數來完成加這個操作。

元表中的鍵對應著不同的 事件 名； 鍵關聯的那些值被稱為 元方法 。 在上面那個例子中引用的事件為 "add" ， 完成加操作的那個函數就是元方法。

可以用 getmetatable 函數 來獲取任何值的元表。

使用 setmetatable 來替換一張表的元表。在 Lua 中，你不可以改變表以外其它類型的值的元表 （除非你使用調試庫）； 若想改變這些非表類型的值的元表，請使用 C API.

接下來會給出一張元表可以控制的事件的完整列表。 每個操作都用對應的事件名來區分。 每個事件的鍵名用加有 '__' 前綴的字符串來表示； 例如："add" 操作的鍵名為字符串 "__add"。

"add": + 操作。 如果任何不是數字的值（包括不能轉換為數字的字符串）做加法， Lua 就會嘗試調用元方法。 首先、Lua 檢查第一個操作數（即使它是合法的）， 如果這個操作數沒有為 "__add" 事件定義元方法， Lua 就會接著檢查第二個操作數。 一旦 Lua 找到了元方法， 它將把兩個操作數作為參數傳入元方法， 元方法的結果（調整為單個值）作為這個操作的結果。 如果找不到元方法，將拋出一個錯誤。

"sub": - 操作。 行為和 "add" 操作類似。

"mul": * 操作。 行為和 "add" 操作類似。

"div": / 操作。 行為和 "add" 操作類似。

"mod": % 操作。 行為和 "add" 操作類似。

"pow": ^ （次方）操作。 行為和 "add" 操作類似。

"unm": - （取負）操作。 行為和 "add" 操作類似。

"idiv": // （向下取整除法）操作。 行為和 "add" 操作類似。

"band": & （按位與）操作。 行為和 "add" 操作類似， 不同的是 Lua會在任何一個操作數無法轉換為整數時嘗試取元方法。

"bor": | （按位或）操作。 行為和 "band" 操作類似。

"bxor": ~ （按位異或）操作。 行為和 "band" 操作類似 

"bnot": ~ （按位非）操作。 行為和 "band" 操作類似。

"shl": << （左移）操作。 行為和 "band" 操作類似。

"shr": >> （右移）操作。 行為和 "band" 操作類似。

"concat": .. （連接）操作。 行為和 "add" 操作類似， 不同的是 Lua在任何操作數即不是一個字符串 也不是數字（數字總能轉換為對應的字符串）的情況下嘗試元方法。

"len": # （取長度）操作。 如果對象不是字符串，Lua 會嘗試它的元方法。 如果有元方法，則調用它并將對象以參數形式傳入， 而返回值（被調整為單個）則作為結果。 如果對象是一張表且沒有元方法，Lua 使用表的取長度操作。 其它情況，均拋出錯誤。

"eq": == （等于）操作。 和 "add" 操作行為類似， 不同的是 Lua 僅在兩個值都是表或都是完全用戶數據 且它們不是同一個對象時才嘗試元方法。 調用的結果總會被轉換為布爾量。

"lt": < （小于）操作。 和 "add" 操作行為類似， 不同的是 Lua 僅在兩個值不全為整數也不全為字符串時才嘗試元方法。 調用的結果總會被轉換為布爾量。

"le": <= （小于等于）操作。 和其它操作不同， 小于等于操作可能用到兩個不同的事件。 首先，像 "lt" 操作的行為那樣，Lua 在兩個操作數中查找 "__le" 元方法。 如果一個元方法都找不到，就會再次查找 "__lt" 事件， 它會假設 a <= b 等價于 not (b < a)。 而其它比較操作符類似，其結果會被轉換為布爾量。

上面的這些元方法原理上都可以歸為一類，我們舉個例子來看：

local mt = {}

mt.__add = function(a,b)
    return a.v + b.v/2
end

local a = {v = 10}
local b = {v = 12}

setmetatable(a, mt)

print("a + b :", a + b)

運行結果如下：

相當于重載了“+”號。

"index": 索引 table[key]。 當 table 不是表或是表 table 中不存在key 這個鍵時，這個事件被觸發。 此時，會讀出 table 相應的元方法。盡管名字取成這樣， 這個事件的元方法其實可以是一個函數也可以是一張表。 如果它是一個函數，則以 table 和 key 作為參數調用它。如果它是一張表，最終的結果就是以 key 取索引這張表的結果。（這個索引過程是走常規的流程，而不是直接索引， 所以這次索引有可能引發另一次元方法。

"newindex": 索引賦值 table[key] = value 。 和索引事件類似，它發生在 table 不是表或是表 table 中不存在 key 這個鍵的時候。 此時，會讀出 table 相應的元方法。同索引過程那樣， 這個事件的元方法即可以是函數，也可以是一張表。 如果是一個函數， 則以 table、 key、以及 value 為參數傳入。如果是一張表， Lua 對這張表做索引賦值操作。 （這個索引過程是走常規的流程，而不是直接索引賦值， 所以這次索引賦值有可能引發另一次元方法。）一旦有了 "newindex" 元方法， Lua 就不再做最初的賦值操作。（如果有必要，在元方法內部可以調用 rawset 來做賦值。

通過一個例子來說明其原理：

local mt = {}
mt.__index = function(t, k)
    print("call index function")
end

mt.__newindex = function(t,k,v)
    print("call new index function")
end

local t = {}
setmetatable(t, mt)

local temp = t.a
t.a = 10

輸出如下：

也就是說， 當調用表"t"中的元素"a"，卻在表"t"中找不到"a"的時候，會把“t”,“a”做為參數來調用“__index”函數。

當賦值表"t"中的元素"a"，卻在表"t"中找不到"a"的時候，會把“t”,“a”,value做為參數來調用“__newindex”函數。

"call": 函數調用操作 func(args)。 當 Lua 嘗試調用一個非函數的值的時候會觸發這個事件 （即 func 不是一個函數）。 查找 func 的元方法， 如果找得到，就調用這個元方法， func 作為第一個參數傳入，原來調用的參數（args）后依次排在后面。

通過一個例子來說明其原理：

local mt = {}
mt.__call = function(f,...)
    print("call table like a function", f ,...)
end

local temp = {}
setmetatable(temp, mt)

temp(1,2,3)

輸出如下：

相當于把函數調用賦予到了一個非函數類型。

這個元方法比較實用。可以把事件改變成表，可以事先賦予事件上值。還可以當成一個類的構造函數實使用。

此外還有一些元方法，書中并沒有歸類到這些事件里面。我做了一些統計

"mode":弱表屬性，賦予一張表弱引用屬性。（弱表比較有趣，下一篇文章會做說明）

"gc":在對象被GC的時候，會先調用元表里面的“gc”域。

"tostring":當調用tostring(obj)的時候，會先查找obj的元方法中的__tostring，如果有就調用，沒有就會打印obj的內存位置。比如說上面的 。

 

來自：http://www.cnblogs.com/Dong-Forward/p/6063365.html