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Lua:元表(metatable)与元方法(meatmethod)


元表概念:
  • 引言:Lua中的每个值都有一套预定义的操作集合,如数字相加等。但无法将两个table相加,此时可通过元表修改一个值的行为,使其在面对一个非预定义的操作时执行一个指定操作。

  • 访问机制:一般的元方法都只针对Lua的核心,也就是一个虚拟机。它会检测一个操作中的值是否有元表,这些元表是否定义了关于次操作的元方法。例如两个table相加,先检查两者之一是否有元表,之后检查是否有一个叫“__add”的字段,若找到,则调用对应的值。“__add”等即时字段,其对应的值(往往是一个函数或是table)就是“元方法”。

  • from:http://www.cnblogs.com/nepaul/archive/2011/08/18/2143936.html

    元表实例

    • setMetatable(只能用于table)和getMetatable(用于任何对象)

      • 语法:setMetatable (table,Metatable),对指定table设置Metatable      【如果元表(Metatable)中存在__Metatable键值,setMetatable会失败】

      • 语法:tMeta = getMetatable (tab),返回对象的元表(Metatable)             【如果元表(Metatable)中存在__Metatable键值,当返回__Metatable的值】

      • 代码

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        print(getMetatable( "lua" )) -->table: 002F19B8
        print(getMetatable(10))    -->nil
         
         
        --使用__Metatable可以保护元表,禁止用户访问元表中的成员或者修改元表。
        tA = {}
        mt = {}
        getMetatable(tA,mt)
        mt.__Metatable = "lock"
        setMetatable(tA,mt)
        print(getMetatable(tA))  --> lock
    • 算术类元方法:     字段:__add  __mul  __ sub  __div  __unm  __mod  __pow  (__concat)
      • 代码:(两个table相加)
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        tA = {1,3}
        tB = {5,7}
         
        --tSum = tA + tB
        mt = {}
         
        mt.__add = function(t1,t2)
             for _,item in ipairs(t2) do
                 table.insert(t1,item)
             end
        return t1
        end
         
        setMetatable(tA,mt)
         
        tSum = tA + tB
         
        for k,v in pairs(tSum) do
             print(v)
        end
    • 关系类元方法: 字段:__eq __lt(<) __le(<=),其他Lua自动转换 a~=b --> not(a == b) a > b --> b < a a >= b --> b <= a 【注意NaN的情况】
      • 代码
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        --比较集合大小 <
        mt = {}
        function mt.__lt(tA,tB)
             return #tA < #tB
        end
         
        tA,tB = {3},{1,2}
         
        setMetatable(tA,mt)
        setMetatable(tB,mt)
         
        print(tA < tB)
    • table访问的元方法: 字段: __index __newindex

      • __index:
            查询:访问表中不存的字段
            rawget(t,i)

      • __newindex:
            更新:向表中不存在索引赋值
            rawswt(t,k,v)

  • 贯穿《Programming in Lua》元表与元方法整张的实例

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    <span style= "font-family: 黑体;" >--[[
    Set = {}
    mt = {} --元表
     
    function Set. new (l)
         local set = {}
         setMetatable( set ,mt)
         for _,v in ipairs(l) do
             set [v] = true
         end
         return set
    end
     
     
    --================================================
    function Set.tostring( set )
         local l = {}
         for e in pairs( set ) do
             l[#l + 1] = e
         end
         return "{" .. table.concat(l, "," ) .. "}"
    end
     
     
    function Set.print(s)
         print(Set.tostring(s))
    end
     
     
    --1 加(__add),并集===============================
    function Set.union(a,b)
    --[[    if getMetatable(a) ~= mt or getMetatable(b) ~= mt then
             error( "attemp to 'add' a set with a non-set value" ,2)   --error第二个参数的含义P116
         end]]
         local res = Set. new {}
         for k in pairs(a) do res[k] = true end
         for k in pairs(b) do res[k] = true end
         return res
    end
     
    s1 = Set. new {10,20,30,50}
    s2 = Set. new {30,1}
    --print(getMetatable(s1))
    --print(getMetatable(s2))
     
    mt.__add = Set.union
     
    s3 = s1 + s2
    --Set.print(s3)
     
    --[[元表混用
    s = Set. new {1,2,3}
    s = s + 8
    Set.print(s + 8)
    ]]
     
    --2 乘(__mul),交集==============================
    function Set.intersection(a,b)
         local res = Set. new {}
         for k in pairs(a) do
             res[k] = b[k]
         end
         return res
    end
     
    mt.__mul = Set.intersection
     
    --Set.print(s2 * s1)
     
     
     
    --3 关系类===================================NaN的概念====
    mt.__le = function(a,b)
         for k in pairs(a) do
             if not b[k] then return false end
         end
    return true
    end
     
    mt.__lt = function(a,b)
         return a <= b and not (b <= a)
    end
     
    mt.__eq = function(a,b)           --竟然能这么用!?----
         return a <= b and b <= a
    end
     
    g1 = Set. new {2,4,3}
    g2 = Set. new {4,10,2}
    print(g1 <= g2)
    print(g1 < g2)
    print(g1 >= g2)
    print(g1 > g2)
    print(g1 == g1 * g2)
     
    --]]
     
    --============================================
    --4 table访问的元方法=========================
    --[[
    --__index有关继承的典型示例
    Window = {}
    Window.prototype = {x = 0,y = 0,width = 100,height}
    Window.mt = {}
     
    function Window. new (o)
         setMetatable(o,Window.mt)
         return o
    end
     
    Window.mt.__index = function (table,key)
         return Window.prototype[key]
    end
     
    w = Window. new {x = 10,y = 20}
    print(w.width)
     
    --__index修改table认值
    function setDefault (t,d)
         local mt = {__index = function () return d end}
         setMetatable(t,mt)
    end
     
    tab = {x = 10,y = 20}
    print(tab.x,tab.z)
    setDefault(tab,0)
    print(tab.x,tab.z)
     
    --]]
     
    --13.4.5 只读的table
    function readOnly(t)
         local proxy = {}
         local mt = {
         __index = t,
         __newindex = function(t,v)
             error( "attempt to update a read-only table" ,2)
         end
         }
         setMetatable(proxy,mt)
         return proxy
    end
     
    days = readOnly{ "Sunday" , "Monday" , "Tuesday" , "W" , "T" , "F" , "S" }
    print(days[1])
    days[2] = "Noday" </span>
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