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一、元表
元表可以修改一个值在面对一个未知操作时的行为，Lua 中使用 table 作为元表的承载。
元表只能给出预先定义的操作集合的行为，比类会更加受限制，不支持继承。
Lua 每一个值都可以有元表 ：
- 表和用户数据类型都具有各自独立的元表；
- 其他类型的值则共享对应类型所属的同一个元表；
二、元表的设置
1、类型的原始元表
Lua 中，元表的设置只能针对 table ，其他类型都不能设置。
table 的初始化元表为 nil ，即没有设置元表，只能通过 setmetatable 进行设置，多个 table 可以共享一个 table 作为元表（当然也可以使用他自己作为自己的元表，因为他自身也是一个 table）
Lua 只有 string 初始化了元表，而且是针对了所有的字符串，即 string 都是同一个元表。其他的类型为 nil 。
print("表的初始值", getmetatable({})) --> 表的初始值 nilprint("整型的初始值", getmetatable(10)) --> 整型的初始值 nil
print("浮点型的初始值", getmetatable(10.0)) --> 浮点型的初始值 nil--- 通过打印可以看到两个字符串的元表是同一个
print("字符串的初始值", getmetatable("江澎涌")) --> 字符串的初始值 table: 0x600000b14640
print("字符串的初始值", getmetatable("jiangpengyong")) --> 字符串的初始值 table: 0x600000b14640print("布尔型的初始值", getmetatable(true)) --> 布尔型的初始值 nilprint("nil的初始值", getmetatable(nil)) --> nil的初始值 nilfunction sayHello() end
print("函数的初始值", getmetatable(sayHello)) --> 函数的初始值 nil
2、设置元表和获取元表
2-1、setmetatable(table, metatable)
给表 table 设置元表 metatable
参数
- table：要被设置元表的表
- metabale：元表，如果值为 nil ，则表明要删除 table 的原有元表。如果原来的元表有
__metatable字段，则不能再设置元表，否则会抛出异常cannot change a protected metatable
__metatable会在下面的 “表相关方法” 小节分享
返回值：
返回被设置元表的表，就是参数 table
2-2、getmetatable(object)
如果 object 没有元表，则返回 nil
如果对象 Object 有元表，且该元表有一个 "__metatable" 字段，则返回关联的值。否则，返回给定对象 Object 的元表
2-3、举个例子
local oriTable = {}
local metaTable = {}
print(setmetatable(oriTable, metaTable), oriTable, metaTable) --> table: 0x600001ac0840 table: 0x600001ac0840
print(getmetatable(oriTable), metaTable) --> table: 0x600001ac0900 table: 0x600001ac0900
给元表带有 __metatable 字段的表，设置新的元表，则会抛出异常（见下图）
t2 = { c = 1 }
t2.__metatable = { a = 1 }
s1 = {}
setmetatable(s1, t2)
print('getmetatable(s1)["a"]', getmetatable(s1)["a"]) --> getmetatable(s1)["a"] 1-- 此处会抛出异常：cannot change a protected metatable
print(setmetatable(s1, {}))
三、元表方法
1、具有的元方法
元表方法方法很像 kotlin 中的操作符方法
1-1、算术运算符
| 元表方法 | 含义 |
|---|---|
| __add | 加法 |
| __mul | 乘法 |
| __sub | 减法 |
| __div | 除法 |
| __floor | floor除法 |
| __unm | 负数 |
| __mod | 取模 |
| __pow | 幂运算 |
| __band | 按位与 |
| __bor | 按位或 |
| __bxor | 按位异或 |
| __bnot | 按位取反 |
| __shl | 向左移 |
| __shr | 向右移 |
| __concat | 定义连接运算符 |
1-2、关系运算符
| 元表方法 | 含义 |
|---|---|
| __eq | 等于 |
| __lt | 小于 |
| __le | 小于等于 |
值得注意： ～=、a > b、a >= b 没有对应的元方法，会被转为如下
a ~= b会被转为not( a == b)a > b会被转为b < aa >= b会被转为b <= a
关系运算符遇到两个不同类型的对象，则会直接返回 false ，不会进行搜寻任何的元方法
1-3、库相关方法
| 元表方法 | 含义 |
|---|---|
| __tostring | 当调用 tostring 时，会先检查值是否有一个元方法 __tostring ，有则会先使用。 |
| __metatable | 使用该元方法可以保护元表，用户无法获取也无法修改该元表。当元表设置了 __metatable 的字段，则 getmetatable 会返回这个字段的值，而 setmetatable 则会引发错误 |
| __pairs | 从 Lua 5.2 开始，当元表拥有一个 __pairs 的元方法时，pairs 会调用这个元方法来完成遍历 |
1-4、表相关方法
| 元表方法 | 含义 |
|---|---|
| __index | 一旦访问 table 中不存在的字段，正常情况下会返回 nil 。如果设置了这个元表方法，则会调用自身元表对应的该 __index 元方法，并以被调用的表（即此处的 table ，不是元表）和键作为参，进行调用。也可以给 __index 设置一个 table，这样就会直接在这table 中查询，速度比方法稍快。可以通过 rawget 获取原始数据，不考虑元表。 |
| __newindex | 当调用 table 进行索引赋值时，如果设置了该元表方法，则会使用被调用的表（即此处的 table ，不是元表），键和值作为参，调用该方法。同样也可以给 __newindex 设置一个表，则会将值直接存至该表。可以通过 rawset(talbe, key, value) 相当于 table[key] = value 进行直接对 table 的赋值，不考虑元表。 |
| __len | 获取 table 的长度时，会调用该方法，获取长度 |
__index 和 __newindex 的异同
- 相同点：两个函数都是发生在 table 中没有对应的 key 时触发
- 不同点：当前需要的索引没有对应的值时则调用
__index，如果 table 设置值时，则调用__newindex
2、元方法的搜索
如果两个变量相加，搜索规则如下：
- 先查看第一个值是否有元表，并且是否存在所需元方法，如果存在则使用该元方法，此时第二个值的元方法被忽略。否则进入下一条
- 查看第二个值是否有元表，并且是否存在所需的元方法，如果有则进行使用。否则进入第三条
- 抛出异常
3、举个例子
这里元方法比较多，就不一一粘贴代码了，不然会让文章非常冗长。建议各位童鞋们移步 github clone 下代码自行运行一下会更加深刻理解。
“算术运算符” 、 “关系运算符”、“库相关方法” 相关的代码 可以查看以下的代码：
集合.lua：https://github.com/zincPower/lua_study_2022/blob/master/13%20%E5%85%83%E8%A1%A8%E3%80%81%E5%85%83%E6%96%B9%E6%B3%95/%E9%9B%86%E5%90%88.lua
集合调用.lua：https://github.com/zincPower/lua_study_2022/blob/master/13%20%E5%85%83%E8%A1%A8%E3%80%81%E5%85%83%E6%96%B9%E6%B3%95/%E9%9B%86%E5%90%88%E8%B0%83%E7%94%A8.lua
“表相关方法” 相关的代码
表相关元方法.lua：https://github.com/zincPower/lua_study_2022/blob/master/13%20%E5%85%83%E8%A1%A8%E3%80%81%E5%85%83%E6%96%B9%E6%B3%95/%E8%A1%A8%E7%9B%B8%E5%85%B3%E5%85%83%E6%96%B9%E6%B3%95.lua
四、写在最后
Lua 项目地址：Github传送门 (如果对你有所帮助或喜欢的话，赏个star吧，码字不易，请多多支持)
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