lua元表以及元方法

MargoClemen 5年前
   <p>lua中的变量是没有数据类型的,值有类型。类型有八种nil,number,boolean, string, function, thread, userdata以及table。</p>    <p>Lua 中的每个值都可以有一个 元表 。 这个 元表 就是一个普通的 Lua 表,它用于定义原始值在特定操作下的行为。例如,当你对非数字值做加操作时, Lua 会检查该值的元表中的 "__add" 域下的函数。 如果能找到,Lua 则调用这个函数来完成加这个操作。</p>    <p>元表中的键对应着不同的 <em>事件</em> 名; 键关联的那些值被称为 <em>元方法</em> 。 在上面那个例子中引用的事件为 "add" , 完成加操作的那个函数就是元方法。</p>    <p>可以用 getmetatable 函数 来获取任何值的元表。</p>    <p>使用 setmetatable 来替换一张表的元表。在 Lua 中,你不可以改变表以外其它类型的值的元表 (除非你使用调试库); 若想改变这些非表类型的值的元表,请使用 C API.</p>    <p>接下来会给出一张元表可以控制的事件的完整列表。 每个操作都用对应的事件名来区分。 每个事件的键名用加有 '__' 前缀的字符串来表示; 例如:"add" 操作的键名为字符串 "__add"。</p>    <p>"add": + 操作。 如果任何不是数字的值(包括不能转换为数字的字符串)做加法, Lua 就会尝试调用元方法。 首先、Lua 检查第一个操作数(即使它是合法的), 如果这个操作数没有为 "__add" 事件定义元方法, Lua 就会接着检查第二个操作数。 一旦 Lua 找到了元方法, 它将把两个操作数作为参数传入元方法, 元方法的结果(调整为单个值)作为这个操作的结果。 如果找不到元方法,将抛出一个错误。</p>    <p>"sub": - 操作。 行为和 "add" 操作类似。</p>    <p>"mul": * 操作。 行为和 "add" 操作类似。</p>    <p>"div": / 操作。 行为和 "add" 操作类似。</p>    <p>"mod": % 操作。 行为和 "add" 操作类似。</p>    <p>"pow": ^ (次方)操作。 行为和 "add" 操作类似。</p>    <p>"unm": - (取负)操作。 行为和 "add" 操作类似。</p>    <p>"idiv": // (向下取整除法)操作。 行为和 "add" 操作类似。</p>    <p>"band": & (按位与)操作。 行为和 "add" 操作类似, 不同的是 Lua会在任何一个操作数无法转换为整数时尝试取元方法。</p>    <p>"bor": | (按位或)操作。 行为和 "band" 操作类似。</p>    <p>"bxor": ~ (按位异或)操作。 行为和 "band" 操作类似 </p>    <p>"bnot": ~ (按位非)操作。 行为和 "band" 操作类似。</p>    <p>"shl": << (左移)操作。 行为和 "band" 操作类似。</p>    <p>"shr": >> (右移)操作。 行为和 "band" 操作类似。</p>    <p>"concat": .. (连接)操作。 行为和 "add" 操作类似, 不同的是 Lua在任何操作数即不是一个字符串 也不是数字(数字总能转换为对应的字符串)的情况下尝试元方法。</p>    <p>"len": # (取长度)操作。 如果对象不是字符串,Lua 会尝试它的元方法。 如果有元方法,则调用它并将对象以参数形式传入, 而返回值(被调整为单个)则作为结果。 如果对象是一张表且没有元方法,Lua 使用表的取长度操作。 其它情况,均抛出错误。</p>    <p>"eq": == (等于)操作。 和 "add" 操作行为类似, 不同的是 Lua 仅在两个值都是表或都是完全用户数据 且它们不是同一个对象时才尝试元方法。 调用的结果总会被转换为布尔量。</p>    <p>"lt": < (小于)操作。 和 "add" 操作行为类似, 不同的是 Lua 仅在两个值不全为整数也不全为字符串时才尝试元方法。 调用的结果总会被转换为布尔量。</p>    <p>"le": <= (小于等于)操作。 和其它操作不同, 小于等于操作可能用到两个不同的事件。 首先,像 "lt" 操作的行为那样,Lua 在两个操作数中查找 "__le" 元方法。 如果一个元方法都找不到,就会再次查找 "__lt" 事件, 它会假设 a <= b 等价于 not (b < a)。 而其它比较操作符类似,其结果会被转换为布尔量。</p>    <p>上面的这些元方法原理上都可以归为一类,我们举个例子来看:</p>    <pre>  <code class="language-lua">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)  </code></pre>    <p>运行结果如下:</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/8d8b6ee6985a29b6e364ec4e40afc9a8.png"></p>    <p>相当于重载了“+”号。</p>    <p>"index": 索引 table[key]。 当 table 不是表或是表 table 中不存在key 这个键时,这个事件被触发。 此时,会读出 table 相应的元方法。尽管名字取成这样, 这个事件的元方法其实可以是一个函数也可以是一张表。 如果它是一个函数,则以 table 和 key 作为参数调用它。如果它是一张表,最终的结果就是以 key 取索引这张表的结果。(这个索引过程是走常规的流程,而不是直接索引, 所以这次索引有可能引发另一次元方法。</p>    <p>"newindex": 索引赋值 table[key] = value 。 和索引事件类似,它发生在 table 不是表或是表 table 中不存在 key 这个键的时候。 此时,会读出 table 相应的元方法。同索引过程那样, 这个事件的元方法即可以是函数,也可以是一张表。 如果是一个函数, 则以 table、 key、以及 value 为参数传入。如果是一张表, Lua 对这张表做索引赋值操作。 (这个索引过程是走常规的流程,而不是直接索引赋值, 所以这次索引赋值有可能引发另一次元方法。)一旦有了 "newindex" 元方法, Lua 就不再做最初的赋值操作。(如果有必要,在元方法内部可以调用 rawset 来做赋值。</p>    <p>通过一个例子来说明其原理:</p>    <pre>  <code class="language-lua">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  </code></pre>    <p>输出如下:</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/c8c01b58ba80d7cbd1072dffc2f87190.png"></p>    <p>也就是说, <em>当调用表"t"中的元素"a",却在表"t"中找不到"a"的时候,会把“t”,“a”做为参数来调用“__index”函数。</em></p>    <p>当赋值表"t"中的元素"a",却在表"t"中找不到"a"的时候,会把“t”,“a”,value做为参数来调用“__newindex”函数。</p>    <p>"call": 函数调用操作 func(args)。 当 Lua 尝试调用一个非函数的值的时候会触发这个事件 (即 func 不是一个函数)。 查找 func 的元方法, 如果找得到,就调用这个元方法, func 作为第一个参数传入,原来调用的参数(args)后依次排在后面。</p>    <p>通过一个例子来说明其原理:</p>    <pre>  <code class="language-lua">local mt = {}  mt.__call = function(f,...)      print("call table like a function", f ,...)  end    local temp = {}  setmetatable(temp, mt)    temp(1,2,3)  </code></pre>    <p>输出如下:</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/40691b81594e539b54e1de51aacd734f.png"></p>    <p>相当于把函数调用赋予到了一个非函数类型。</p>    <p>这个元方法比较实用。可以把事件改变成表,可以事先赋予事件上值。还可以当成一个类的构造函数实使用。</p>    <p>此外还有一些元方法,书中并没有归类到这些事件里面。我做了一些统计</p>    <p>"mode":弱表属性,赋予一张表弱引用属性。(弱表比较有趣,下一篇文章会做说明)</p>    <p>"gc":在对象被GC的时候,会先调用元表里面的“gc”域。</p>    <p>"tostring":当调用tostring(obj)的时候,会先查找obj的元方法中的__tostring,如果有就调用,没有就会打印obj的内存位置。比如说上面的 <img src="https://simg.open-open.com/show/49a6116fca59715469f91c8aea9a61c0.png"> 。</p>    <p> </p>    <p>来自:http://www.cnblogs.com/Dong-Forward/p/6063365.html</p>    <p> </p>